Solarzellen und Photovoltaikanlagen. Grundlagen, Technologien und Materialien

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Ausgangssituation
1.2 Ziele, Nichtziele, Zielgruppe
1.2.1 Ziele
1.2.2 Nichtziele
1.2.3 Zielgruppe
1.3 Bezugsrahmen

2 Grundlagen
2.1 Die Sonne als Energiequelle
2.1.1 Die Sonne als Fusionsreaktor
2.1.2 Verbreitung der Solarenergie
2.2 Funktionsweise einer Solarzelle
2.2.1 Halbleiter Grundlagen
2.2.2 Aufbau der Solarzellen
2.2.2.1 Dotierung und p/n -Übergang
2.2.3 Eigenschaften einer Solarzelle
2.2.3.1 Lichtspektrum
2.2.3.2 Wirkungsgradvergleich
2.2.3.3 Air-Mass-Zahl (AMZ)
2.2.3.4 Maximum-Power-Point (MPP)
2.2.3.5 Formeln
2.3 Die Photovoltaikanlage
2.3.1 Arten von PV-Anlagen
2.3.2 Systemkomponenten
2.3.3 Das Photovoltaikmodul
2.3.3.1 Verkapselung
2.3.4 Alternativen zur besseren Energieausbeute
2.3.4.1 Aufständerung
2.3.4.2 Verschattung
2.3.4.3 Anschlusskonzepte
2.4 Zelltechnologie
2.4.1 Dünnschicht Technologie
2.4.1.1 PVD (physical vapor deposition) Verfahren
2.4.1.2 Sputterdeposition
2.4.1.3 Prozessschritte bei Dünnschichtverfahren am Beispiel von CIS Zellen
2.4.2 Dickschicht Technologie

3 PV Materialien
3.1 Silizium
3.1.1 Herstellung
Inhaltsverzeichnis
3.1.1.1 Chemische Reinigung
3.1.1.2 Zonenreinigung
3.1.2 Monokristallines Silizium
3.1.2.1 Das Czochralski-Verfahren
3.1.2.2 Tiegelfreies Zonenziehen
3.1.2.3 Bearbeitung
3.1.3 Mono- und polykristallines Silizium
3.1.4 Amorphes Silizium
3.1.5 Kupfer, Indium, Selenid
3.1.5.1 Indium
3.1.5.2 Gallium
3.1.5.3 Kupfer
3.1.5.4 Selen (Selenid)

4 Vergleich der Materialien
4.1 Eigenschaften von Solarzellen
4.2 Wirkungsgrade
4.2.1 Standardtestbedingungen (STTB)
4.2.1.1 Monokristallines Silizium PV-Panel
4.2.1.2 Polykristallines Silizium PV-Panel
4.2.1.3 Amorphes Silizium PV-Panel
4.2.1.4 CIGS PV-Panel
4.2.2 Alternativbedingungen (NOCT)
4.2.2.1 Monokristallines PV-Panel real
4.2.2.2 Polykristallines Silizium PV-Panel
4.2.2.3 amorphes Silizium PV-Panel
4.2.2.4 CIGS PV-Panel
4.2.3 Fazit
4.3 Temperaturverhalten
4.4 Lichtverhalten
4.5 Anfälligkeit
4.6 Energetische Amortisation
4.6.1 Primärenergieaufwand
4.6.2 Energierücklaufzeit

5 Warum welches Material
5.1 Paarweiser Vergleich
5.2 Nutzwertanalyse (NWA)

6 Resümee

7 Ausblick

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Anhang 1: Erste Ergänzung