Overordnede kursusmål
Kursets formål er at introducere de studerende til
tyndfilmssolceller. I kurset behandles grundlæggende begreber i
fotovoltaik – processen, hvorved lys omdannes direkte til elektrisk
energi. Kurset vil primært fokusere på tyndfilmsteknologier,
materialer, fremstillings metoder og karakterisering. Research
reviews og praktiske eksperimenter i de fotovoltaiske laboratorier
på DTU vil give de studerende mulighed for at måle og evaluere
tyndfilmssolcellers fysiske egenskaber, f. eks. deres effektivitet.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Forklare de fysiske principper i fotovoltaiske celler ved
omdannelsen af solenergi til elektrisk energi.
- Beregne den teoretiske grænse af en single p-n junction
solcelle, bedre kendt som Shockley-Queisser grænsen.
- Beskrive de parametre, der bestemmer solcellens
effektivitet.
- Sammenligne forskellige tyndfilmssolcelle teknologier.
- Beskrive deres nuværende status og fremtidige teknologiske
udfordringer.
- Beskrive forskellige tyndfilmsdeponerings metoder;
- Analysere, fortolke og sammenligne tyndfilmssolcellers ydeevne
(I-V kurver og light soaking effekten) og external quantum
efficiency (EQE) kurver
- Evaluer dine eksperimentelle resultater i en skriftlig
rapport.
Kursusindhold
I første del af kurset gennemgås de fundamentale aspekter af
fotoelektrisk energiomdannelse og halvlederfysik, som er nødvendige
for at forstå solcellens fysiske virkemåde. Den øvre teoretiske
grænse af en single-junction solcelle udregnes i en teoretisk
øvelse. Opbygningen af tyndfilmssolceller behandles, samt hvilke
materiale-egenskaber som er nødvendige. Vi introducerer
kommercielle tyndfilmssolcelle-teknologier (CdTe og CuInGaSe2
(CIGS)), samt fremspirende tyndfilms-teknologier (organic,
perovskitter, Cu2ZnSnS4 (CZTS), todimensionelle materialer, etc.).
Visse forelæsninger omhandlende grundlæggende fotovoltaik vil gøres
tilgængelige online.
I anden del af kurset vil den studerende få mulighed for at måle og
evaluere hvordan kommercielle tyndfilmsolceller, så som CdTe og
CIGS, virker. Desuden vil den studerende opnå hands-on erfaring med
vakuum deponering og karakterisering af solcelle absorbere
bestående af tilgængelige og miljøvenlige materialer, f.eks. CZTS.
Bemærkninger
Underviser: Stela Canulescu, Sara Lena Josefin Engberg, Eugen
Stamate, Adrian Alejo Santamaria Lancia
Sidst opdateret
07. maj, 2020
