2010, ISBN: 3834806374

[EAN: 9783834806376], [SC: 2.95], [PU: Wiesbaden : Vieweg + Teubner], FOTOVOLTAIK ; LEHRBUCH, INGENIEURWISSENSCHAFTEN UND MASCHINENBAU, Jacket, kart., XI, 267 S. : Ill., graph. Darst. ; 2… Mehr…

[EAN: 9783834806376], [SC: 2.95], [PU: Wiesbaden : Vieweg + Teubner], FOTOVOLTAIK ; LEHRBUCH, INGENIEURWISSENSCHAFTEN UND MASCHINENBAU, Jacket, kart., XI, 267 S. : Ill., graph. Darst. ; 24 cm; im vorderen Innendeckelrand oben wurde eine Besitzerkennung mit einem weissen Papierstreifen abgedeckt; guter / sehr guter Zustand Physikalische Konzepte und mathematische Ableitungen bis zu den technisch bekannten Ausdrücken (Generator-Kennlinie, Spektrale Empfindlichkeit, Wirkungsgrad usw.) werden vollständig dargestellt, sowie die Ausführungen zu allen Halbleiter-Solarzellen. Übungsaufgaben, die zusammenhängend den Entwurf, die Beschreibung und Analyse von Solarzellen behandeln, ergänzen die Ausführungen und leiten zur eigenen analytischen und experimentellen Arbeit an. Der Inhalt Die Solarstrahlung als Energiequelle der Photovoltaik - Halbleitermaterial für die photovoltaische Energiewandlung - Grundlagen für Solarzellen aus kristallinem Halbleitermaterial - Monokristalline Silizium-Solarzellen - Polykristalline Silizium-Solarzellen - Solarzellen aus Verbindungshalbleitern - Dünnschicht-Solarzellen aus amorphem Silizium - Alternative Solarzellen-Konzepte - Ausblick auf Solarzellen der Zukunft - Übungsaufgaben zum Rechnen und Experimentieren Die Zielgruppe Studierende der Elektrotechnik und Physik, des Wirtschaftsingenieurwesens und der Architektur an Universitäten und Fachhochschulen im Grund- und Hauptstudium Ingenieure, die im Bereich Solartechnik tätig sind Die Autoren Prof. Dr.-Ing. Hans-Günther Wagemann, Technische Universität Berlin Dr.-Ing. Heinz Eschrich, Robert Bosch GmbH Reutlingen (Detailinfo) // 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 Strahlungsempfänger Erde 7 2.2 Die Sonne als Schwarzer Strahler 9 2.3 Leistung und spektrale Verteilung der terrestrischen Solarstrahlung 10 3. Halbleitermaterial für die photovoltaische Energiewandlung 19 3.1 Absorption elektromagnetischer Strahlung durch Festkörper 19 3.2 Photovoltaischer Grenzwirkungsgrad 22 3.3 Beschreibung der Ladungsträgergeneration durch Absorption von Strahlung 25 3.4 Grundlagen der Halbleitertechnik für Solarzellen 29 3.5 Überschussladungsträgerprofil in homogenem Halbleitermaterial 31 3.6 Strategien zur Trennung der generierten Überschussladungsträger 38 3.7 Reflexionsverluste 41 4. Grundlagen für 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 Löcherstrom 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 5. Monokristalline Silizium-Solarzellen 63 5.1 Diskussion der spektralen Empfindlichkeit 63 5.2 Temperaturverhalten der Generatoreigenschaften 73 5.3 Parameter einer optimierten c-Si-Solarzelle 76 5.4 Kristallzüchtung 77 5.5 Präparation 79 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 Neue Verfahren zur Raffination von Silizium: Wirbelschicht-Verfahren für SoG-Silizium sowie Abscheidung von UMG-Silizium aus einer Silizium- Aluminium-Schmelze im Vergleich zum EGS-Material 95 6.3 Kokillenguss-Verfahren für multikristalline Silizium-Blöcke (mc-Si) 99 6.4 Modell der Korngrenze im multikristallinen Silizium 102 6.4.1 Berechnung der spektralen Überschussladungsträgerdichte 104 6.4.2 Zweidimensionales Randwertproblem der Photostromdichte eines einzelnen Mikrokristalliten 106 6.5 Bewertung von spektraler Empfindlichkeit und Photostromdichte 111 6.6 Präparation 115 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 Kristallzüchtung 127 7.5 Flüssigphasen-Epitaxie für GaAs-Solarzellen 129 7.6 Präparation von GaAs-Solarzellen mit LPE 130 7.7 Gasphasen-Epitaxie der III/V-Halbleiter zur Abscheidung dünnster Schichten 130 7.8 Stapel-Solarzellen aus III/V-Halbleiter-Material 132 7.9 Konzentrator-Technologie mit HI/V-Stapelzellen 136 8. Dünnschicht-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 8.3.2 Photostrom 152 8.4 Präparation 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 (CuInSe2) 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 Molekülen 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 Lösung des Integrals zur Berechnung des Grenzwirkungsgrades 185 A.2 Lösung der Diffusionsgleichung 187 A.3 Das Standardspektrum AM 1.5global 193 A.4 Der Absorptionskoeffizient von Silizium für T=300 K 194 Anhang B Übungsaufgaben 195 Aufgabe Ü 2.1 zum Kap. 2 AM-Werte unterschiedlicher Orte in Europa 195 Aufgabe Ü 2.2 zum Kap. 2 Abschätzung der Solarkonstanten Eo mit einfachen Mitteln 197 Aufgabe Ü 2.3 zum Kap. 2 Abschätzung des AM( 1,5)-Wertes für Berlin 199 Aufgabe Ü 2.4 zum Kap. 2 Tägliche Sonnenbahn und solare Bestrahlungsstärke sowie Tages- und Jahressummen der Sonnenenergie auf einer Horizontalfläche an einem Ort wie Berlin 201 Aufgabe Ü 3.1 zum Kap. 3 Dember-Solarzelle 208 Aufgabe Ü 3.2 zum Kap. 3 Zweidimensionale numerische Lösung der Differen, Books<

2010, ISBN: 3834806374

[EAN: 9783834806376], [PU: Wiesbaden : Vieweg + Teubner], FOTOVOLTAIK ; LEHRBUCH, INGENIEURWISSENSCHAFTEN UND MASCHINENBAU, Jacket, kart., XI, 267 S. : Ill., graph. Darst. ; 24 cm; im vor… Mehr…

[EAN: 9783834806376], [PU: Wiesbaden : Vieweg + Teubner], FOTOVOLTAIK ; LEHRBUCH, INGENIEURWISSENSCHAFTEN UND MASCHINENBAU, Jacket, kart., XI, 267 S. : Ill., graph. Darst. ; 24 cm; im vorderen Innendeckelrand oben wurde eine Besitzerkennung mit einem weissen Papierstreifen abgedeckt; guter / sehr guter Zustand Physikalische Konzepte und mathematische Ableitungen bis zu den technisch bekannten Ausdrücken (Generator-Kennlinie, Spektrale Empfindlichkeit, Wirkungsgrad usw.) werden vollständig dargestellt, sowie die Ausführungen zu allen Halbleiter-Solarzellen. Übungsaufgaben, die zusammenhängend den Entwurf, die Beschreibung und Analyse von Solarzellen behandeln, ergänzen die Ausführungen und leiten zur eigenen analytischen und experimentellen Arbeit an. Der Inhalt Die Solarstrahlung als Energiequelle der Photovoltaik - Halbleitermaterial für die photovoltaische Energiewandlung - Grundlagen für Solarzellen aus kristallinem Halbleitermaterial - Monokristalline Silizium-Solarzellen - Polykristalline Silizium-Solarzellen - Solarzellen aus Verbindungshalbleitern - Dünnschicht-Solarzellen aus amorphem Silizium - Alternative Solarzellen-Konzepte - Ausblick auf Solarzellen der Zukunft - Übungsaufgaben zum Rechnen und Experimentieren Die Zielgruppe Studierende der Elektrotechnik und Physik, des Wirtschaftsingenieurwesens und der Architektur an Universitäten und Fachhochschulen im Grund- und Hauptstudium Ingenieure, die im Bereich Solartechnik tätig sind Die Autoren Prof. Dr.-Ing. Hans-Günther Wagemann, Technische Universität Berlin Dr.-Ing. Heinz Eschrich, Robert Bosch GmbH Reutlingen (Detailinfo) // 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 Strahlungsempfänger Erde 7 2.2 Die Sonne als Schwarzer Strahler 9 2.3 Leistung und spektrale Verteilung der terrestrischen Solarstrahlung 10 3. Halbleitermaterial für die photovoltaische Energiewandlung 19 3.1 Absorption elektromagnetischer Strahlung durch Festkörper 19 3.2 Photovoltaischer Grenzwirkungsgrad 22 3.3 Beschreibung der Ladungsträgergeneration durch Absorption von Strahlung 25 3.4 Grundlagen der Halbleitertechnik für Solarzellen 29 3.5 Überschussladungsträgerprofil in homogenem Halbleitermaterial 31 3.6 Strategien zur Trennung der generierten Überschussladungsträger 38 3.7 Reflexionsverluste 41 4. Grundlagen für 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 Löcherstrom 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 5. Monokristalline Silizium-Solarzellen 63 5.1 Diskussion der spektralen Empfindlichkeit 63 5.2 Temperaturverhalten der Generatoreigenschaften 73 5.3 Parameter einer optimierten c-Si-Solarzelle 76 5.4 Kristallzüchtung 77 5.5 Präparation 79 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 Neue Verfahren zur Raffination von Silizium: Wirbelschicht-Verfahren für SoG-Silizium sowie Abscheidung von UMG-Silizium aus einer Silizium- Aluminium-Schmelze im Vergleich zum EGS-Material 95 6.3 Kokillenguss-Verfahren für multikristalline Silizium-Blöcke (mc-Si) 99 6.4 Modell der Korngrenze im multikristallinen Silizium 102 6.4.1 Berechnung der spektralen Überschussladungsträgerdichte 104 6.4.2 Zweidimensionales Randwertproblem der Photostromdichte eines einzelnen Mikrokristalliten 106 6.5 Bewertung von spektraler Empfindlichkeit und Photostromdichte 111 6.6 Präparation 115 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 Kristallzüchtung 127 7.5 Flüssigphasen-Epitaxie für GaAs-Solarzellen 129 7.6 Präparation von GaAs-Solarzellen mit LPE 130 7.7 Gasphasen-Epitaxie der III/V-Halbleiter zur Abscheidung dünnster Schichten 130 7.8 Stapel-Solarzellen aus III/V-Halbleiter-Material 132 7.9 Konzentrator-Technologie mit HI/V-Stapelzellen 136 8. Dünnschicht-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 8.3.2 Photostrom 152 8.4 Präparation 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 (CuInSe2) 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 Molekülen 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 Lösung des Integrals zur Berechnung des Grenzwirkungsgrades 185 A.2 Lösung der Diffusionsgleichung 187 A.3 Das Standardspektrum AM 1.5global 193 A.4 Der Absorptionskoeffizient von Silizium für T=300 K 194 Anhang B Übungsaufgaben 195 Aufgabe Ü 2.1 zum Kap. 2 AM-Werte unterschiedlicher Orte in Europa 195 Aufgabe Ü 2.2 zum Kap. 2 Abschätzung der Solarkonstanten Eo mit einfachen Mitteln 197 Aufgabe Ü 2.3 zum Kap. 2 Abschätzung des AM( 1,5)-Wertes für Berlin 199 Aufgabe Ü 2.4 zum Kap. 2 Tägliche Sonnenbahn und solare Bestrahlungsstärke sowie Tages- und Jahressummen der Sonnenenergie auf einer Horizontalfläche an einem Ort wie Berlin 201 Aufgabe Ü 3.1 zum Kap. 3 Dember-Solarzelle 208 Aufgabe Ü 3.2 zum Kap. 3 Zweidimensionale numerische Lösung der Differen, Books<