Photonik der Solarzellen (eBook)

Innovative Messverfahren für moderne Solarzellen

Andreas Stadler (Autor)

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2017 | 2. Auflage
XI, 263 Seiten
Springer Vieweg (Verlag)
978-3-658-18965-5 (ISBN)

Infos

Die erste Hälfte des Buches bietet weitestgehend näherungsfrei abgeleitete physikalische Theorien für einzelne Dünnschichten und komplette Solarzellen sowie entsprechende optoelektrische Analyseverfahren. In der zweiten Hälfte des Buches werden exemplarische TCO-, Puffer- und Absorberschichten sowie daraus gefertigte Dünnschicht-Solarzellen für eine Vielzahl unterschiedlicher Produktions- (Raum, Zeit, reales Gasgesetz, Prozessparameter, ...) und Messbedingungen (Temperatur, Beleuchtungsstärke, ...) systematisch analysiert. Im Rahmen der theoretischen Betrachtungen einzelner Dünnschichten finden Ein- und Zwei-Schichten-Modelle ebenso Anwendung wie das Swanepoel Modell oder entsprechende quantenmechanische Modelle. Neben berührungslosen, optischen Schichtwiderstandsmessungen können hiermit effektive Dotierstoffkonzentrationen, effektive Massen freier Ladungsträger, deren Driftgeschwindigkeiten, Beweglichkeiten, freien Weglängen und Lebensdauern ebenso fehlerfrei bestimmt werden, wie die ihnen zugrunde liegenden Brechungsindizes (Dielektrizitätskonstanten) und Absorptionskoeffizienten (Austrittsarbeiten). Im Rahmen der Analyse von  I(U)-Kennlinien ganzer Solarzellen werden solide Modelle vorgestellt, mit welchen nicht nur Wirkungsgrade und Füllfaktoren effizent und korrekt bestimmt werden können, sondern u. a. auch die Quanteneffizienz. Darüber hinaus erlauben die lückenlos hergeleiteten Theorien eine korrekte Simulation der Strom-Spannungscharakteristik, auch in Abhängigkeit der Prozessparameter.

Dr. Andreas Stadler forschte und lehrte an zahlreichen europäischen Universitäten (u. a. München, Hamburg, Wien, Salzburg) und Forschungseinrichtungen (u. a. Fraunhofer, Max-Planck, Christian-Doppler) in der allgemeinen Physik und der Halbleiterphysik. Außerdem war er in der staatlichen Forschungsförderung tätig.

Inhalt

Die Nutzung des Sonnenlichts.- Optische Grundlagen für Grenzflächen und Volumina von Festkörpern.- UV/Vis/NIR-Spektroskopie an Ein- und Zwei-Schichten-Systemen.- Das Keradec/Swanepoel-Modell.- Das Quantenmechanische Modell.- Elektrische Bestimmung des spezifischen Widerstandes dünner Schichten.- Dotierstoffkonzentrationen, Beweglichkeiten und Stoßzeiten.- Strom-Spannungs-Messungen an Solarzellen.- Das Materialsystem der Sulfide.- Auswahl der Materialien, Produktionsverfahren und Analysemethoden.- UV/Vis/NIR-Spektroskopie an transparenten und opaken Schichten.- Elektrische Bestimmung des spezifischen Schichtwiderstandes.- Aluminiumdotierte Zinkoxid (ZnO:Al) TCO-Schichten.- Zinnsulfid (SnxSy) Absorberschichten.- Strom-Spannungs-Messungen an Solarzellen.- Anhänge.- Schlagwortverzeichnis.

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 26.10.2017
• Zusatzinfo: XI, 263 S. 130 Abb., 7 Abb. in Farbe.
• Verlagsort: Wiesbaden
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie
• Themenwelt: Technik ► Elektrotechnik / Energietechnik
• Themenwelt: Technik ► Maschinenbau
• Schlagworte: Absorber • Absorptionskoeffizient • Aufdampfverfahren • Bandlücke Halbleiter • Brechungsindex • Chalkogenid Dünnschicht Solarzellen • Dünnschicht Solarzellen • Ein-Schicht-System • optoelektronische Analyse • Quantenmechanik, Modelle • Reflexion • Solarzellen Dotierung • Spektroskopie • Transmission • Transmission Wellenlängen • UV VIS NIR • Wirkungsgrad Solarzellen • Zinkoxid • Zinksulfid • Zwei-Schichten-Systeme
• ISBN-10: 3-658-18965-7 / 3658189657
• ISBN-13: 978-3-658-18965-5 / 9783658189655