Ruprecht Karls Universität Heidelberg

Photovoltaik (SS 2011)

Einführung

Die Stromerzeugung durch Photovoltaik hat in den letzten Jahren einen stürmischen Siegeszug angetreten. In dessen Folge sind die Kosten für solar erzeugten Strom dramatisch gefallen. Selbst in Deutschland wird sehr bald die Erzeugung ohne Subventionen konkurrenzfähig sein. Die Kapazität aller Solarzellenfabriken weltweit beträgt insgesamt 40 Gigawatt Peak pro Jahr, was in etwa 5 Atomkraftwerken pro Jahr entspricht. D.h., dass selbst bei gleichbleibender Produktionskapazität jährlich Solarmodule produziert werden können, welche 5 Atomkraftwerke ersetzen (zugegeben etwas vereinfacht argumentiert).

In der Vorlesung werden wir die Physik der Solarzelle erkunden.

Vorausetzungen

Hilfreich aber nicht wirklich notwendig sind Grundkenntnisse in Thermodynamik, Quantenmechanik und vor allem Festkörperphysik. Wer diese nicht hat, muss die eine oder andere Formel dann eben unwissend glauben.

Leistungspunkte / Credit Points & Prüfung

Es werden 3 credit points vergeben. Wer diese haben möchte, muß dafür eine mündliche Prüfung am Ende des Semesters mitmachen.

Inhalt (später mit den Skripten und den meisten Folien)

  • Photovoltaik Teil II (Herleitung der Kennlinie im Detail):
    • Der Halbleiter
    • Die Diode
    • Die beleuchtete Solarzelle

Literatur

  • Volker Quaschning, “Regenerative Energiesysteme”
  • Adolf Goetzberger, Bernhard Voß, Joachim Knobloch,”Sonnenenergie, Photovoltaik” (out of print)
  • P. Würfel, Physics of Solar Cells, Wiley 2005, ISBN: 3-527-40428-7
  • Martin A. Green, “Solar Cells: Operating Principles,Technology and System Applications”
  • Antonio Luque und Steven Hegedusm, “Handbook of Photovoltaic Science and Engineering”
  • Wagemann, H. Eschrich, Photovoltaik: Solarstrahlung und Halbleitereigenschaften, Solarzellenkonzepte und Aufgaben, ISBN-10: 3834806374
  • Simon M. Sze, Kwok K. Ng, “Physics of Semiconductor Devices”

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