Eine chemische Betrachtung zu Dünnschicht-Solarzellen

Inhaltsverzeichnis (Table of Contents)

• Kurzfassung
• Liste der Abkürzungen
• Danksagung
• Einleitung
• Die Parameter von Solarzellen
• Die Leerlaufspannung (Voc)
• Der Kurzschlusstrom (/sc)
• Die Quantenausbeute (QE)
• Der Füllfaktor (FF)
• Einfluss der Temperatur
• Shockley-Queisser-Grenze
• Solarzellentypen
• Anorganische Solarzellen
• Silizium Solarzellen (monokristallin, polykristallin, amorph)
• Aufbau und Funktionsweise
• Das Banddiagramm
• Herstellungsverfahren
• Defekte im Siliziumkristall
• Vor- und Nachteile
• Heterosolarzelle aus kristallinen und amorphen Siliziumschichten
• Funktionen der einzelnen Schichten
• Die Banddiagramme
• Herstellungsverfahren (a-Si)
• Anwendungsbereiche
• Vor- und Nachteile
• Anorganische Dünnschicht-Solarzellen
• CdTe-Solarzellen
• Aufbau und Funktionsweise
• Funktion der Schichten
• Abscheideverfahren
• Anwendungsbereiche
• Vor- und Nachteile
• GaAs-Solarzellen
• Aufbau und Funktionsweise
• Herstellungsverfahren
• Leistung der GaAs-Zelle
• Der Effekt der Wiederverwendung des Substrates auf die Parameter der GaAs-Zelle
• Vor- und Nachteile
• Multi-junction-Konzentrator Solarzellen
• Aufbau und Funktionsweise
• Zusammenfassung der I-V-Eigenschaften
• Herstellung
• Vor- und Nachteile
• CIS (CIGS, CIGSe)
• Aufbau und Funktionsweise
• Das Band-Diagramm von Cu(In, Ga)Se2-Solarzellen
• Herstellungsverfahren
• Anwendungsbereiche
• Vor- und Nachteile
• CZTS(Se) (Cu2ZnSnS(Se)4)
• Aufbau und Funktionsweise
• Das Banddiagramm
• Herstellungsverfahren
• Vor- und Nachteile
• Organische Solarzellen
• Polymere Solarzellen (Lösungsprozessiert)
• Aufbau und Funktionsweise
• Das Banddiagramm
• Herstellungsverfahren
• Vor- und Nachteile
• Organische Solarzellen basierend auf kleine Moleküle
• Aufbau und Funktionsweise
• Die Banddiagramme
• Herstellung
• Vor- und Nachteile
• Hybrid Solarzellen
• Farbstoffsensibilisierte Solarzelle (DSSC), Grätzelzelle
• Aufbau und Funktionsweise
• Herstellungsverfahren
• Anwendungsbereiche
• Vor- und Nachteile
• Quantum dot Solarzellen
• Aufbau und Funktionsweise
• Molekulare Bindung von CdSe-Nanokristallen mit mesoskopischen TiO2 Dünnschichten
• CdSe-C60 Quantum dot Solarzellen
• Kohlenstoff-“Nanotubes” in Photoelektrochemischen Solarzellen
• Vor- und Nachteile
• Perowskit-Solarzelle
• Die Entwicklung von Perowskit-Solarzelle bis heute
• Aufbau und Funktionsweise

Zielsetzung und Themenschwerpunkte (Objectives and Key Themes)

Die Masterarbeit befasst sich mit einer vergleichenden Betrachtung verschiedener Solarzelltypen, wobei der Fokus auf der Erläuterung der Funktionsweise, des Aufbaus, der Herstellungsmethoden und des Wirkungsgrads liegt. Im Speziellen werden Hybrid-Perowskit-Solarzellen aufgrund ihres bemerkenswerten Wirkungsgrades und der kostengünstigen Herstellungsmethode detailliert untersucht.

• Allgemeine physikalische Grundlagen von Solarzellen
• Wichtige Parameter, die die Leistung von Solarzellen bestimmen
• Vergleichende Betrachtung verschiedener Solarzelltypen (anorganisch, organisch, hybrid)
• Detaillierte Analyse von Hybrid-Perowskit-Solarzellen
• Diskussion von Optimierungsmöglichkeiten für die lichtaktive Schicht von Solarzellen

Zusammenfassung der Kapitel (Chapter Summaries)

• Die Einleitung gibt eine Einführung in die Thematik der Solarzellen und erläutert die Bedeutung der Photovoltaik-Technologie.
• Kapitel 5 befasst sich mit den wichtigsten Parametern, die die Qualität von Solarzellen bestimmen, wie z.B. die Leerlaufspannung, der Kurzschlussstrom und der Füllfaktor.
• Kapitel 6 präsentiert eine detaillierte Übersicht über verschiedene Solarzelltypen.
• Abschnitt 6.1 befasst sich mit anorganischen Solarzellen, einschließlich Silizium-Solarzellen, Heterosolarzellen und anderen wichtigen Typen.
• Abschnitt 6.2 behandelt anorganische Dünnschicht-Solarzellen, darunter CdTe-Solarzellen, GaAs-Solarzellen, Multi-junction-Konzentrator-Solarzellen, CIS/CIGS-Solarzellen und CZTS(Se)-Solarzellen.
• Abschnitt 6.3 widmet sich organischen Solarzellen, einschließlich Polymer-Solarzellen und Solarzellen basierend auf kleinen Molekülen.
• Abschnitt 6.4 beleuchtet Hybrid-Solarzellen, darunter Farbstoffsensibilisierte Solarzellen (DSSC), Quantum dot Solarzellen und Perowskit-Solarzellen.

Schlüsselwörter (Keywords)

Die Masterarbeit beschäftigt sich mit den Themen Solarzellen, Photovoltaik, Wirkungsgrad, Dünnschicht-Solarzellen, anorganische Solarzellen, organische Solarzellen, Hybrid-Solarzellen, Perowskit-Solarzellen, Funktionsweise, Aufbau, Herstellungsverfahren, Banddiagramm, Optimierung.