Verfügbarkeit: Photovoltaik | Technische Universität München

Photovoltaik: Solarstrahlung und Halbleitereigenschaften ; Solarzellenkonzepte und Aufgaben ; mit 20 Übungsaufgaben

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Bibliographische Detailangaben
Beteiligte Personen:	Wagemann, Hans-Günther 1935-2014 (VerfasserIn), Eschrich, Heinz (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Wiesbaden Teubner 2007
Ausgabe:	1. Aufl.
Schriftenreihe:	Lehrbuch Physik
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ISBN:	9783835101685 3835101684

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adam_text	HANS-GUENTHER WAGEMANN, HEINZ ESCHRICH PHOTOVOLTAIK SOLARSTRAHLUNG UND HALBLEITEREIGENSCHAFTEN SOLARZELLENKONZEPTE UND AUFGABEN MIT 132 ABBILDUNGEN UND 20 UEBUNGSAUFGABEN TEUBNER INHALTSVERZEICHNIS INHALTSVERZEICHNIS V SYMBOLE IX 1. EINLEITUNG 1 1.1 GESCHICHTLICHE ENTWICKLUNG DER PHOTOVOLTAIK 3 2. DIE SOLARSTRAHLUNG ALS ENERGIEQUELLE DER PHOTOVOLTAIK 7 2.1 STRAHLUNGSQUELLE SONNE UND STRAHLUNGSEMPFAENGER ERDE 7 2.2 DIE SONNE ALS SCHWARZER STRAHLER 9 2.3 LEISTUNG UND SPEKTRALE VERTEILUNG DER TERRESTRISCHEN SOLARSTRAHLUNG 10 3. HALBLEITERMATERIAL FUER DIE PHOTOVOLTAISCHE ENERGIEWANDLUNG 19 3.1 ABSORPTION ELEKTROMAGNETISCHER STRAHLUNG DURCH FESTKOERPER 19 3.2 PHOTOVOLTAISCHER GRENZWIRKUNGSGRAD 22 3.3 BESCHREIBUNG DER LADUNGSTRAEGERGENERATION DURCH ABSORPTION VON STRAHLUNG 25 3.4 GRUNDLAGEN DER HALBLEITERTECHNIK FUER SOLARZELLEN 29 3.5 UEBERSCHUSSLADUNGSTRAEGERPROFIL IN HOMOGENEM HALBLEITERMATERIAL 31 3.6 STRATEGIEN ZUR TRENNUNG DER GENERIERTEN UEBERSCHUSSLADUNGSTRAEGER 38 3.7 REFLEXIONSVERLUSTE 41 4. GRUNDLAGEN FUER SOLARZELLEN AUS KRISTALLINEM HALBLEITERMATERIAL 43 4.1 DIE HALBLEITERDIODE ALS SOLARZELLE 43 4.2 GRUNDMODELL EINER KRISTALLINEN SOLARZELLE 45 4.2.1 ELEKTRONENSTROM 47 4.2.2 LOECHERSTROM 49 4.2.3 GESAMTSTROM 51 4.2.4 SPEKTRALE EMPFINDLICHKEIT 53 4.3 BESTRAHLUNG MIT EINEM STANDARDSPEKTRUM 55 4.4 TECHNISCHE SOLARZELLEN-PARAMETER 56 4.5 DAS ERSATZSCHALTBILD EINER KRISTALLINEN SOLARZELLE 58 4.6 GRENZWIRKUNGSGRAD EINER DIODEN-SOLARZELLE AUS SILIZIUM 59 VI INHALTSVERZEICHNIS 5. MONOKRISTALLINE SILIZIUM-SOLARZELLEN 63 5.1 DISKUSSION DER SPEKTRALEN EMPFINDLICHKEIT 63 5.2 TEMPERATURVERHALTEN DER GENERATOREIGENSCHAFTEN 74 5.3 PARAMETER EINER OPTIMIERTEN C-SI-SOLARZELLE 77 5.4 KRISTALLZUECHTUNG 78 5.5 PRAEPARATION 80 5.6 HOCHLEISTUNGS-SOLARZELLEN 82 5.7 DEGRADATION DER SOLARZELLENEIGENSCHAFTEN BEIM EINSATZ IM WELTRAUM (RADIATION DAMAGE) 86 6. POLYKRISTALLINE SILIZIUM-SOLARZELLEN 90 6.1 AUFBEREITUNG DES AUSGANGSMATERIALS ZUM SGS-SILIZIUM 90 6.2 VERGLEICH DER HERSTELLUNGSVERFAHREN 95 6.3 KOKILLENGUSS-VERFAHREN FUER MULTIKRISTALLINE SILIZIUM-BLOECKE (MC-SI) 97 6.4 MODELL DER KORNGRENZE IM MULTIKRISTALLINEN SILIZIUM 100 6.4.1 BERECHNUNG DER SPEKTRALEN UEBERSCHUSSLADUNGSTRAEGERDICHTE 103 6.4.2 ZWEIDIMENSIONALES RANDWERTPROBLEM DER PHOTOSTROMDICHTE EINES EINZELNEN MIKROKRISTALLITEN 105 6.5 BEWERTUNG VON SPEKTRALER EMPFINDLICHKEIT UND PHOTOSTROMDICHTE 110 6.6 PRAEPARATION 114 7. SOLARZELLEN AUS VERBINDUNGSHALBLEITERN 119 7.1 VERGLEICH DER SOLARZELLENMATERIALIEN SILIZIUM UND GALLIUMARSENID 119 7.2 KONZEPT DER GAAS-SOLARZELLE MIT ALGAAS-FENSTERSCHICHT 120 7.3 MODELLRECHNUNG ZUR ALGAAS/GAAS-SOLARZELLE 121 7.4 KRISTALLZUECHTUNG 127 7.5 FLUESSIGPHASEN-EPITAXIE FUER GAAS-SOLARZELLEN 129 7.6* PRAEPARATION VON GAAS-SOLARZELLEN MIT LPE 130 7.7 GASPHASEN-EPITAXIE DER III/V-HALBLEITER ZUR ABSCHEIDUNG DUENNSTER SCHICHTEN 130 7.8 STAPEL-SOLARZELLEN AUS III/V-HALBLEITER-MATERIAL 132 7.9 KONZENTRATOR-TECHNOLOGIE MIT III/V-STAPELZELLEN 136 8. DUENNSCHICHT-SOLARZELLEN AUS AMORPHEM SILIZIUM 140 8.1 EIGENSCHAFTEN DES AMORPHEN SILIZIUMS 140 8.2 DOTIEREN DES AMORPHEN SILIZIUMS 144 8.3 PHYSIKALISCHES MODELL DER A-SI:H-SOLARZELLE 148 8.3.1 DUNKELSTROM 149 INHALTSVERZEICHNIS VII 8.3.2 PHOTOSTROM 152 8.4 PRAEPARATION 159 8.5 VERRINGERUNG DER DEGRADATIONSEFFEKTE 163 8.6 HERSTELLUNG VON A-SI:H-SOLARZELLEN 164 9. ALTERNATIVE SOLARZELLEN-KONZEPTE 167 9.1 BIFACIAL-MIS-SOLARZELLE AUS KRISTALLINEM SILIZIUM 167 9.2 SOLARZELLEN AUS KUPFER-INDIUM-DISELENID (CUINSE 2 ) 168 9.3 A-SI:H/C-SI-SOLARZELLEN 169 9.4 DIE KUGELELEMENT-SOLARZELLE 171 9.5 SOLARZELLEN AUS ORGANISCHEN HALBLEITERN 173 9.5.1 HALBLEITER AUS ORGANISCHEN MOLEKUELEN 173 9.5.2 SOLARZELLEN AUS ORGANISCHEM WERKSTOFF 176 9.5.3 FARBSTOFF-SOLARZELLEN (ENGL.: DYE SOLAR CELLS) 178 9.6 SOLARZELLEN DER 3. GENERATION 179 10. AUSBLICK 183 ANHANG A RECHNUNGEN UND TABELLEN - 185 A. 1 LOESUNG DES INTEGRALS ZUR BERECHNUNG DES GRENZWIRKUNGSGRADES 185 A.2 LOESUNG DER DIFFUSIONSGLEICHUNG 187 A.3 DAS STANDARDSPEKTRUM AM 1.5GLOBAL 193 A.4 DER ABSORPTIONSKOEFFIZIENT VON SILIZIUM FUER T=300 K 194 ANHANG B UEBUNGSAUFGABEN 195 AUFGABE UE 2.1 ZUM KAP. 2 AM-WERTE UNTERSCHIEDLICHER ORTE IN EUROPA 195 AUFGABE UE 2.2 ZUM KAP. 2 ABSCHAETZUNG DER SOLARKONSTANTEN E O MIT EINFACHEN MITTELN 197 AUFGABE UE 2.3 ZUM KAP. 2 ABSCHAETZUNG DES AM(1,5)-WERTES FUER BERLIN 200 AUFGAB) 2.4 ZUM KAP. 2 TAEGLICHE SONNENBAHN UND SOLARE BESTRAHLUNGSSTAERKE SOWIE TAGES- UND JAHRESSUMMEN DER SONNENENERGIE AUF EINER HORIZONTALFLAECHE AN EINEM ORT WIE BERLIN 201 AUFGABE UE 3.1 ZUM KAP. 3 DEMBER-SOLARZELLE 208 AUFGABE UE 3.2 ZUM KAP. 3 ZWEIDIMENSIONALE NUMERISCHE LOESUNG DER DIFFERENTIALGLEICHUNG DER LADUNGSTRAEGER-DIFFUSION 212 AUFGABE UE 3.3 ZUM KAP. 3 ANALYTISCHE LOESUNG DER PARTIELLEN DIFFERENTIALGLEICHUNG DER ELEKTRONEN-VERTEILUNG AN(X,Y) IN EINER P-LEITENDEN SILIZIUM-SCHEIBE DER GROESSE BH UNTER SOLARER BELEUCHTUNG 217 AUFGABE UE 5.1 ZUM KAP. 5 ANALYSE VON SILIZIUM-SOLARZELLEN 219 VIII INHALTSVERZEICHNIS AUFGABE UE 5.01 ZUM KAP. 5 MESSUNG DER GENERATOR-KENNLINIE 221 AUFGABE UE 5.02 ZUM KAP. 5 MESSUNG DER SPEKTRALEN EMPFINDLICHKEIT 223 AUFGABE UE 5.03 ZUM KAP. 5 MESSUNG DER SPERRSCHICHT-KAPAZITAET VON SOLARZELLEN 226 AUFGABE UE 5.04 ZUM KAP. 5 BESTIMMUNG DES DIODEN-SPERRSAETTIGUNGSSTROMES I O DURCH MESSUNGEN VON KURZSCHLUSS-STROM I P H(E) UND LEERLAUF-SPANNUNG U L (E) BEI JEWEILS ZWEI UNTERSCHIEDLICHEN BESTRAHLUNGSSTAERKEN EJ UND E 2 229 AUFGABE UE 5.05 ZUM KAP. 5 BESTIMMUNG DES PARASITAEREN SERIENWIDERSTANDES R S DURCH ERRECHNUNG DER TANGENTE IM LEERLAUFPUNKT U L =U(I=0) NACH VORHERIGER BESTIMMUNG DES SAETTIGUNGSSPERRSTROMES I O 232 AUFGABE UE 5.06 ZUM KAP. 5 BESTIMMUNG DES PARASITAEREN PARALLELWIDERSTANDES R P DURCH BERECHNUNG DER TANGENTE IM KURZSCHLUSSPUNKT I K =I(U=0) NACH VORHERIGER BESTIMMUNG VON R S 233 AUFGABE UE 5.07 ZUM KAP. 5 BERECHNUNG DES DIFFUSIONSKOEFFIZIENTEN DER LADUNGSTRAEGER IN BASIS UND EMITTER 235 AUFGABE UE 5.08 ZUM KAP. 5 DIFFUSIONSLAENGE DER MINORITAETSLADUNGSTRAEGER DER BASIS 236 AUFGABE UE 5.09 ZUM KAP. 5 BESTIMMUNG DER DIFFUSIONSLAENGE DES HOEHER DOTIERTEN BEREICHES 238 AUFGABE UE 5.10 ZUM KAP. 5 EXTERNER QUANTENWIRKUNGSGRAD Q EX T(^) ALS MESSGROESSE UND ALS REKONSTRUKTION 239 AUFGABE UE 5.11 ZUM KAP. 5 GENERATOR-KENNLINIE I(U) ALS REKONSTRUKTION AUS DEN HALBLEITERPARAMETERN 242 AUFGABE UE 7.1 ZUM KAP. 7 ULTIMATIVER WIRKUNGSGRAD EINER SECHSFACH-STAPEL- SOLARZELLE (SIXTUPEL CELL") 248 ANHANG C TECHNOLOGISCHE UEBUNGEN 252 CL EINFACHE TECHNOLOGIE VON SILIZIUM-SOLARZELLEN AN DER TU BERLIN 252 C2 HERSTELLUNG EINER FARBSTOFF-SOLARZELLE MIT EINFACHSTEN MITTELN 256 LITERATUR 258 STICHWORTVERZEICHNIS 263 VERZEICHNIS DER TAFELN DETEKTOREN ZUR VERMESSUNG DER TERRESTRISCHEN SONNENSTRAHLUNG 17 ZUSAMMENHAENGE ZWISCHEN DEN WICHTIGSTEN PHOTOELEKTRISCHEN GROESSEN 28 STRATEGIEN ZUR TRENNUNG VON UEBERSCHUSSLADUNGSTRAEGERPROFILEN 40 MESSUNG DER SPEKTRALEN EMPFINDLICHKEIT 73 MATERIAL- UND ENERGIEAUFWAND FUER DIE SOLARZELLEN-HERSTELLUNG AUS SILIZIUM 95 MESSUNG DER GENERATOR-KENNLINIE IN KALIBRIERTER BESTRAHLUNG AM(1,5) 138
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