Module

Voraussetzungen

Inhalte

Physik der Halbleiter- Grundzüge über die Halbleitergrenzflächen • lichtinduzierte energieumwandelnde Prozesse • physikalische Beschreibung der Halbleiter • Rekombinationsprozesse; Oberflächenzustände • gleichrichtende Kontakte • Anderson-Modell; Abweichungen vom Ideal • Photovoltaische Eigenschaften der gleichrichtenden Kontakte • das Gärtner-Modell • Wirkungsgrad photovoltaischer SystemeSolarzellen auf Silicium-Basis p-n–Übergänge • Schottky-, MIS- und SIS-SolarzellenHalbleiter-Elektrolyt-Grenzflächen • die Helmholtz-Schicht an Metall- und Halbleitergrenzflächen • Elektronenenergieverteilung in Elektrolyten: das Gerischer-Modell • Elektronenübergänge an Halbleiter-Elektrolyt-Grenzflächen • Elektrodenreaktionen – Butler-Volmer-Gleichung • Photoinduzierte Reaktionen • die Photoelektrochemische ZelleAusgewählte Systeme • Tandem-Solarzellen • Sensibilisierungssolarzellen • Organische Solarzellen • Solare Brennstoffzellen • Wasserstoffzellen • Mimetische Systeme: Photosynthese

Lernziele

Die Studierenden beherrschen die Grundlagen von Energieumwandlungsprozessen in Solarzellen und photoelektrochemischen Reaktoren hinsichtlich theoretischer und anwendungsorientierter Aspekte. Am Beispiel der Thematik des Moduls werden die Methoden des Erkenntnisgewinns, die praktische Verwertbarkeit physikalischer Erkenntnisse, sowie die Vernetzung einzelner Erkenntnisse vermittelt. Darüberhinaus werden bei den Studierenden Sozialkompetenzen wie Kooperationsfähigkeit, sowie weitere individuelle Kompetenzen wie Sorgfalt, Ausdauer, Neugierde, Eigeninitiative, etc. gefördert.

Prüfungsleistung

• Klausur, 90 min. ODER • mündliche Prüfung, 30-45 min. (bei geringer Teilnehmerzahl) In der ersten Lehrveranstaltung wird bekanntgegeben, ob die Prüfungsleistung in schriftlicher oder mündlicher Form zu erbringen ist.

Bemerkungen

Das Selbststudium setzt sich zusammen aus: • Nacharbeiten der Vorlesung, • selbständiges Erarbeiten englischsprachiger Fachliteratur sowie eines Referats. Die Vorlesung wird gehalten von Herrn Dr. Andres G. Muñoz. Bei Bedarf in englischer Sprache. • Studiengang Physik M. Sc.: Wahlpflichtmodul im Vertiefungsfach "Experimentalphysik".