Jeweils im Wintersemester

 

Vorlesung "Halbleitercharakterisierung" (2 SWS)

Dozent: Prof. Dr. J. Schmidt
Zeit: jeweils montags 16:00 - 17:30 im Institut in der Appelstraße 2, Raum 203.

 

Die Vorlesung behandelt Charakterisierungsmethoden für Halbleitermaterialien und –bauelemente. Diese sind untergliedert in folgende Bereiche:

• Elektrische Charakterisierung: Leitfähigkeit, Kontaktwiderstand, Ladungsträgerdichte und -beweglichkeit, Defekte, Ladungsträgerlebensdauer, Grenzflächen
• Optische Charakterisierung: Ellipsometrie, Infrarot- und Raman-Spektroskopie, Photolumineszenz, optische Mikroskopie
• Chemische und physikalische Charakterisierung: Elektronen-Mikroskopie und -Beugung, Auger-Elektronen-Spektroskopie, Sekundärionen-Massenspektrometrie, Rutherford-Rückstreuung, Rastertunnelmikroskopie

Hörerkreis:Studierende ab dem 5. Semester

Literaturempfehlungen:

• D.K. Schroder, Semiconductor Material and Device Characterization (2^nd ed.), Wiley (1998)
• S.M. Sze, Semiconductor Devices: Physics and Technology, Wiley (1985)
• Bergmann, Schaefer, Lehrbuch der Experimentalphysik Bd. 6: Festkörper, de Gruyter (1992)

 

 

Übung zur Vorlesung "Halbleitercharakterisierung", (2 SWS)

Dozent: J. Schmidt, immer montags unmittelbar nach der Vorlesung.

 

 

Seminar "Solarzellen aus Heterostrukturen" (2 SWS) mit der Möglichkeit zum Scheinerwerbs gehört zu Modul 1231: Fortgeschrittene Solarenergieforschung

Dozenten: P. Altermatt, R. Brendel, jeweils mittwochs 8:30 -10:00 im Institut in der Appelstraße 2, Raum 203.

 

Inhalt: Heutzutage werden die allermeisten Solarzellen aus Silizium hergestellt und haben einen diffundierten pn-Übergang – eine sogenannte "Homojunction", bei der beide Seiten des pn-Übergangs aus dem gleichen Material bestehen. Aus grundsätzlichen Überlegungen folgt, dass ein Hetero-Übergang, bei der der pn-Übergang entlang der Grenzfläche von verschiedenen Materialien erzeugt wird, günstiger sein kann. Die physikalische Beschreibung solcher "Heterojunctions" wird im Seminar besprochen.In diesem Seminar gewinnen Sie einen Überblick über die Physik der Solarzelle sowie einen umfassenden Einblick in die für Solarzellen wichtige Grenzflächenphysik. Themen sind:

 

Der Shockley-Qeisser Limit

Was sind die grundlegenden Verluste in Solarzellen? Welche von ihnen limitieren den Wirkungsgrad am meisten?

 

 

Rekombination von Ladungsträgern im Volumen von kristallinem Silizium:Physikalische Beschreibung und experimentelle Analysemethoden

Dieser Vortrag beinhaltet die SRH- und Auger-Rekombination sowie QSSPC-Messungen.

 

 

Rekombination von Ladungsträgern an der Silizium Grenzfläche: Physikalische Beschreibung und experimentelle Analysemethoden

SRHRekombination an der Oberfläche, die Raumladungszone an Grenzflächen, Grenzflächen-Zustandsdichte.

 

 

Die c-Si/a-Si-Grenzfläche

Kristallines und amorphes Si werden in der Praxis kombiniert. Doch wie gut ist das Verständnis dieses Hetero-Überganges? WelcheParameter spielen eine wichtige Rolle?

 

 

XPS-Analysen von c-Si/a-Si Grenzflächen

Die atomare Struktur in Grenzflächennähe spielt für das Verhalten des Hetero-Überganges eine sehr großeRolle.

 

 

Sperrsättigungsströme von Homojunctions und Heterojunctions

Dieser Vortrag beschreibt die Vorteile einer Solarzelle mit Hetero-Übergang.

 

 

Transport in amorphem Silizium

Der Transport der Ladungsträger in Zellen mitHetero-Übergängen hängt von beiden Materialien ab und kann durch a-Si limitiertsein.

 

 

Die HIT Zelle der Firma Sanyo

Sie besteht aus einem kristallinen Si Wafer und hat einen Emitter aus amorphen Si. Wie wird sie hergestellt? Wie kann man ihre Funktionsweise und ihre Vorteile verstehen?

 

Kontakt: P.P. Altermatt (p.altermatt@isfh.de)

Weitere Informationen

 

Literaturseminar "Photovoltaik" (2 SWS)

Dozent: P.P. Altermatt, voraussichtlich jeweils freitags 9:00-11:00Ort: ISFH, Vortragssaal, Am Ohrberg 1, 31860 Emmerthal

 

Behandlung wichtiger Veröffentlichungen aus dem Bereich der Silizium-Photovoltaik. Dieses Seminar ist insbesondere für Diplomanden und Doktoranden der Abteilung Solarenergie zur Vertiefung des Fachwissens geeignet.Gäste sind willkommen und werden gebeten, sich bei Dr. P.P. Altermatt (p.altermatt@isfh.de) anzumelden.

 

ISFH-Kolloquium "Solarenergieforschung" (2 SWS)

Organisation : R. Reineke-Koch, jeweils dienstags 14:00-16:00Ort: ISFH, Vortragssaal, Am Ohrberg 1, 31860 Emmerthal

 

Zu aktuellen Themen der Solarenergieforschung laden wir externe Referenten ein. Die Themen der Vorträge sowie die genauen Termine finden Sie hier unter "Veranstaltungen". Gäste sind stets willkommen.

Wintersemester 2011/2012

 

Vorlesung "Halbleitermesstechnik für die Photovoltaik" (2 SWS)

Dozent: Dr. K. Bothe

Zeit: jeweils montags 14:00 - 16:00 in der Appelstraße 2, Raum 268 (Großer Seminarraum).

In der Vorlesung wird der Herstellungsprozess einer kristallinen Siliziumsolarzelle vom Siliziumblock bis zur Solarzelle betrachtet. Die jeweiligen Analyseverfahren zur Beurteilung der einzelnen Prozesse werden vorgestellt und erklärt. Dieses sind insbesondere Analyseverfahren zur:

• Material Charakterisierung: Leitfähigkeit, Ladungsträgerdichte, Ladungsträgerlebensdauer (Photolumineszenz, Photoleitfähigkeit, Thermografie), Defekte (Deep Level Transient Spectroscopy, Ladungsträgerlebensdauerspektroskopie, Infrarot-Spektroskopie), Kristallorientierung (Electron Back Scattering Diffraction)
• Prozess Charakterisierung: Dotierprofile (Electrochemical Capacitance Voltage Profliling), Textur (Rasterelektonenmikroskpie, Reflexion), Ladungsträgerlebensdauer (Photolumineszenz, Photoleitfähigkeit, Thermografie), Schichtdicke und Brechungsindex (Ellipsometrie, Infrarot-Spektroskopie)
• Solarzellen Charakterisierung:  Strom-Spannungs-Kennlinie, Quanteneffizien, Reflexion, Shuntanalyse (Thermografie), Serienwiderstand (Transmission Line Method, Photolumineszenz)

Blockseminar "The Global Energy Needs in a Nutshell: served in the future by 100% Renewables with special emphasis" (2 Leistungspunkte)

Dozent: Dr. W. Hoffmann

Zeit: 4.10.-7.10.2011, täglich von 8:00 - 17:00 im Hauptgebäude, Raum F 342

This lecture, a 4-day seminar held in English, consists of six blocks and aims to give a comprehensive description of the worldwide energy needs of today and in the future, completely served by renewable energy sources within the second half of this century. Serving this goal, Dr. Hoffmann is a physicist with long standing industry experience in developing novel solar cells. Thus this seminar will emphasize the industries perspective on product developments, interactions with public research and renewable energies in general.

The first block deals with the various energy forms (e.g. prime -, secondary and end user energy) and the different energy sectors (e.g. transport, industry and household). The importance of Energy Efficiency in future energy scenarios will be highlighted. The implication of Renewable Energies to replace traditional prime energies like fossil and nuclear is described.

The second block describes the most important Renewable Energy sectors for the future, like wind, solar thermal concentrators, photovoltaics, solar thermal (heating and cooling) and biomass. Emphasis is given on the fluctuating energy delivery of most Renewable Energies and the need for appropriate storage (kWh's by hours up to TWh's by months).

The third block gives more details for PV solar electricity: The various technologies are briefly described: crystalline silicon wafer based technologies, thin film technologies (CIGS, CTS, Si), GaAs based III-V high efficiency products, dye sensitized and organic solar cells. Important boundary conditions from an industrial point of view for individual developments versus mainstream are given.

The fourth block deals with technology cost and price development, similarities with other technology developments like semiconductors and flat panel display products and the power of predicting future prices by Price Experience Curves. Near and midterm Roadmaps for PV system prices (modules, BOS and installation) are described.

The fifth block is on market development mechanisms: new product applications purely driven by customer needs (consumer products) in contrast to so called "Strategic products", which need special forms of market introduction support. Strategic products for a society are for example the way, electricity is produced (taking into account the hidden cost for environment and health), the way transportation is controlled, the future way of habitation (zero emission houses etc.). The various market support mechanisms, investment subsidies, tax reductions, emission trading schemes and feed in tariff programs are described and valued.

The sixth block compares various future energy scenarios from different institutions like IEA, EPIA, Greenpeace and Eurelectric. Emphasis is given to a better understanding of these different predictions and the likelihood for a future 100% Renewable Energy global economy. The importance for a future portfolio of Renewable Energy products is highlighted.

Three additional blocks (see schedule on p. 3) will be held by professors of our University. They will teach examples of their current renewable energy research. These examples deepen the understanding of current technologies and of future technological and economical challenges.

Students are offered to make a credit point in this seminar. All presentation slides will be made electronically available to the students.