Photonik der Solarzellen: Innovative Messverfahren für moderne Solarzellen

نیمه اول کتاب تئوری‌های فیزیکی مشتق‌شده عمدتاً بدون تقریب را برای لایه‌های نازک منفرد و سلول‌های خورشیدی کامل و همچنین روش‌های تحلیل نوری-الکتریکی مربوطه ارائه می‌دهد. در نیمه دوم کتاب، لایه‌های TCO نمونه، بافر و جاذب و همچنین سلول‌های خورشیدی لایه نازک ساخته شده از آنها به طور سیستماتیک برای تولیدات مختلف (فضا، زمان، قانون گاز واقعی، پارامترهای فرآیند، ... ) و شرایط اندازه گیری (دما، روشنایی، ...). در چارچوب ملاحظات نظری لایه‌های نازک منفرد، از مدل‌های یک و دو لایه و همچنین مدل سوانپول یا مدل‌های مکانیکی کوانتومی مربوطه استفاده می‌شود. علاوه بر غیر تماسی، اندازه‌گیری‌های مقاومت لایه نوری، غلظت‌های ناخالص مؤثر، جرم مؤثر حامل‌های بار آزاد، سرعت رانش، تحرک، طول مسیر آزاد و طول عمر را می‌توان دقیقاً به اندازه ضرایب شکست (ثابت دی‌الکتریک) و جذب تعیین کرد. ضرایب (توابع کاری) که بر اساس آنها هستند. به عنوان بخشی از تجزیه و تحلیل ویژگی‌های I(U) کل سلول‌های خورشیدی، مدل‌های جامد ارائه می‌شوند که با آن‌ها نه تنها فاکتورهای کارایی و پرکننده را می‌توان به طور موثر و درست تعیین کرد، بلکه i.a. همچنین بازده کوانتومی علاوه بر این، تئوری‌های کاملاً مشتق‌شده امکان شبیه‌سازی صحیح ویژگی‌های ولتاژ جریان را می‌دهند، همچنین بسته به پارامترهای فرآیند.

Die erste Hälfte des Buches bietet weitestgehend näherungsfrei abgeleitete physikalische Theorien für einzelne Dünnschichten und komplette Solarzellen sowie entsprechende optoelektrische Analyseverfahren. In der zweiten Hälfte des Buches werden exemplarische TCO-, Puffer- und Absorberschichten sowie daraus gefertigte Dünnschicht-Solarzellen für eine Vielzahl unterschiedlicher Produktions- (Raum, Zeit, reales Gasgesetz, Prozessparameter, …) und Messbedingungen (Temperatur, Beleuchtungsstärke, …) systematisch analysiert. Im Rahmen der theoretischen Betrachtungen einzelner Dünnschichten finden Ein- und Zwei-Schichten-Modelle ebenso Anwendung wie das Swanepoel Modell oder entsprechende quantenmechanische Modelle. Neben berührungslosen, optischen Schichtwiderstandsmessungen können hiermit effektive Dotierstoffkonzentrationen, effektive Massen freier Ladungsträger, deren Driftgeschwindigkeiten, Beweglichkeiten, freien Weglängen und Lebensdauern ebenso fehlerfrei bestimmt werden, wie die ihnen zugrunde liegenden Brechungsindizes (Dielektrizitätskonstanten) und Absorptionskoeffizienten (Austrittsarbeiten). Im Rahmen der Analyse von I(U)-Kennlinien ganzer Solarzellen werden solide Modelle vorgestellt, mit welchen nicht nur Wirkungsgrade und Füllfaktoren effizent und korrekt bestimmt werden können, sondern u. a. auch die Quanteneffizienz. Darüber hinaus erlauben die lückenlos hergeleiteten Theorien eine korrekte Simulation der Strom-Spannungscharakteristik, auch in Abhängigkeit der Prozessparameter.