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Dieses Buch gibt eine Einführung in die physikalischen Eigenschaften von Silizium-Solarzellen und hat seinen thematischen Schwerpunkt auf dünnen Zellen. Es diskutiert den aktuellen Stand einer innovativen Technologie im Überblick. Neben der Darstellung der spektralen Quantenausbeute dünner Solarzellen finden Leser aus Forschung und Anwendung auch eine Übersicht der theoretischen Modelle zur Beschreibung der physikalischen Grundlagen. Das Werk stellt darüber hinaus die erste Abhandlung über sogenannte optische Fallen dar, die für Fortschritte bei der optischen Absorption in dünnen Siliziumfilmen von großer Bedeutung sind.
Sommario
INTRODUCTION
PHYSICAL LOSS MECHANISMS
Limitations to photogeneration
Limitations to radiative recombination
Limitations by non-radiative recombination
ADVANCED QUANTUM EFFICIENCY ANALYSIS
Definition of effective diffusion lengths
Reciprocity theorem for charge carrier collection
Applications of the generalized reciprocity theorem
Limiting recombination parameters derived from LQ
Analytical quantum efficiency model for thin films
Differential and actual recombination parameters
TECHNOLOCIAL APPROACH TO THIN-FILM CELLS
High-temperature substrate (HTS) approach
Low-temperature substrate (LTS) approach
Layer-transfer process (LTP) approach
WAFFLE CELLS FROM THE POROUS SI (PSI) PROCESS
Expitaxy on porous Si
Module concepts
Optical absorption in Si waffles
Efficiency potential
SUMMARY AND CONCLUSIONS
Physical limitations to power conversion
Revealing the limitations of experimental cells
Limitations of current thin-film approaches
Overcoming technological limitations with the porous Si (PSI) process
Updating Remark
APPENDICES
Light trapping
Recombination
Quantum efficiency
Info autore
Rolf Brendel, Head of the division for Thermosensorics and Photovoltaics at the Bavarian Center for Applied Energy Research (ZAE Bayern). Also he teaches Physics at the University of Erlangen-Nuremberg.
Riassunto
Dieses Buch gibt eine Einführung in die physikalischen Eigenschaften von Silizium-Solarzellen und hat seinen thematischen Schwerpunkt auf dünnen Zellen. Es diskutiert den aktuellen Stand einer innovativen Technologie im Überblick. Neben der Darstellung der spektralen Quantenausbeute dünner Solarzellen finden Leser aus Forschung und Anwendung auch eine Übersicht der theoretischen Modelle zur Beschreibung der physikalischen Grundlagen. Das Werk stellt darüber hinaus die erste Abhandlung über sogenannte optische Fallen dar, die für Fortschritte bei der optischen Absorption in dünnen Siliziumfilmen von großer Bedeutung sind.
Relazione
"In conclusion, this is probably the first book to offer a comprehensive treatment of the specific problems of thin silicon solar cells. It can be warmly recommended to those interested in the development of an emerging aspect of silicon photovoltaics."
Gilles Horowitz, ITODYS, Université Paris,
Advanced Materials, September 2004
