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Universität Erlangen-Nürnberg

Master of Science Chemie

Prof. Dr.

2024

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Solar Energy Conversion - Cheatsheet
Solar Energy Conversion - Cheatsheet Physikalische Grundlagen der Photovoltaik Definition: Grundlagen der Umwandlung von Licht in elektrische Energie mittels Solarzellen und Halbleitermaterialien. Details: Photovoltaischer Effekt: Erzeugung von Spannungsdifferenzen durch Lichtabsorption. Halbleitermaterialien: Meistens Silizium (Si). p-n-Übergang: Kritische Komponente, wo Elektronen-Loch-Paare geb...

Solar Energy Conversion - Cheatsheet

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Solar Energy Conversion - Exam
Solar Energy Conversion - Exam Aufgabe 1) Kontext: Eine Silizium-Solarzelle wird zur Untersuchung der photovoltaischen Effizienz herangezogen. Die Solarzelle hat eine Fläche von 1 m² und wird mit einer einfallenden Lichtleistung entsprechend der Sonnenkonstanten AM1.5 bestrahlt. Aus Experimenten werden die folgenden Betriebswerte ermittelt: Die Spannung am Maximum Power Point (MPP) beträgt 0,45 V ...

Solar Energy Conversion - Exam

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Was versteht man unter dem photovoltaischen Effekt?

Welche Komponente ist kritisch für die Bildung von Elektronen-Loch-Paaren?

Wie wird die Effizienz einer Solarzelle berechnet?

Wie wird die Energieumwandlungseffizienz von Solarzellen definiert?

Welche Faktoren beeinflussen die Energieumwandlungseffizienz von Solarzellen?

Was beschreibt die Schockley-Queisser-Grenze?

Was ist der Wirkungsgrad von monokristallinen Silizium-Solarzellen?

Was zeichnet polykristalline Silizium-Solarzellen im Vergleich zu monokristallinen aus?

Wie werden monokristalline Silizium-Solarzellen hergestellt?

Welche Kristallstruktur nutzen Perowskit-Solarzellen zur Umwandlung von Lichtenergie in elektrische Energie?

Welche Formel wird zur Berechnung des Wirkungsgrades einer Solarzelle verwendet?

Welche Herausforderung stellt sich bei der Entwicklung von Perowskit-Solarzellen?

Was sind photokatalytische Reaktionen?

Welcher der folgenden Stoffe kann als Photokatalysator verwendet werden?

Was sind wichtige Parameter zur Effizienzsteigerung von Photokatalysatoren?

Was passiert bei der Wasserspaltung?

Nenne eine wichtige Theorie zur Verbesserung der Katalysatoren für die Wasserspaltung.

Welche Herausforderung besteht bei der Entwicklung neuer Katalysatoren für die Wasserspaltung?

Was umfasst die Bandlückenanpassung zur Maximierung der Solarzelleneffizienz?

Welche Beschichtung hilft bei der Reduzierung der Reflektion in Solarzellen?

Welche Methode wird verwendet, um die Oberfläche von Solarzellen zu vergrößern?

Wie beeinflussen optische Eigenschaften die Effizienz von Solarzellen?

Welche Technologie wird zur Minimierung der Reflexion in Solarzellen eingesetzt?

Wie verbessert die Texturierung der Schichtdicke die Solarzellenleistung?

Weiter

Diese Konzepte musst du verstehen, um Solar Energy Conversion an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

01
01

Einführung in die Photovoltaik

In diesem Abschnitt lernst Du die grundlegenden Prinzipien der Photovoltaik, die Technologie zur Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie, kennen.

  • Geschichte und Entwicklung der Photovoltaik
  • Physikalische Grundlagen der Photovoltaik
  • Energieumwandlungseffizienz
  • Aktuelle Markttrends und -anwendungen
  • Umwelt- und Wirtschaftsfaktoren
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02
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Solarzellentechnologien

Dieser Abschnitt behandelt verschiedene Arten von Solarzellen und ihre spezifischen Eigenschaften sowie Vor- und Nachteile.

  • Monokristalline Silizium-Solarzellen
  • Polykristalline Silizium-Solarzellen
  • Dünnschichtsolarzellen
  • Organische Photovoltaik
  • Perowskit-Solarzellen
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03
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Photochemische Prozesse

Hier werden die chemischen Reaktionen beschrieben, die durch Lichtabsorption in Materialien ausgelöst werden können.

  • Grundlagen der Photochemie
  • Lichtabsorption und Energieübergänge
  • Photokatalytische Reaktionen
  • Photochemische Kinetik
  • Anwendungen photochemischer Prozesse
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04
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Katalytische Systeme für die Wasserspaltung

Dieser Abschnitt untersucht die Katalysatoren, die für die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff unter Lichteinstrahlung verwendet werden.

  • Theorie der Wasserspaltung
  • Eigenschaften und Anforderungen an Katalysatoren
  • Homogene und heterogene Katalyse
  • Aktuelle Lösungen und Herausforderungen
  • Zukunftsperspektiven im Bereich Wasserstoffproduktion
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Materialeigenschaften und Design von Solarzellen

In diesem Teil werden die Materialeigenschaften und das Design von Solarzellen besprochen, um die Effizienz und Stabilität zu maximieren.

  • Leitfähigkeit und Halbleiter-Eigenschaften
  • Optische Eigenschaften und Lichtmanagement
  • Materialien für Kontakt- und Puffer-Schichten
  • Degradation und Stabilität von Solarzellen
  • Innovative Designs und Techniken zur Verbesserung der Leistungsfähigkeit
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Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Solar Energy Conversion an der Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

In der heutigen Zeit, in der nachhaltige Energiequellen immer wichtiger werden, bietet die Universität Erlangen-Nürnberg mit der Vorlesung 'Solar Energy Conversion' eine umfassende Einführung in die Welt der Solarenergie. Diese Vorlesung gehört zum Studiengang Chemie und gibt Dir die Möglichkeit, die grundlegenden Prinzipien und Technologien der Solarenergienutzung zu verstehen und anzuwenden. Durch eine Kombination aus Theorie und Praxis lernst Du die verschiedenen Aspekte und Herausforderungen der Solarenergie kennen.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung besteht aus Vorlesungen und begleitenden Übungen. Insgesamt sind es 4 SWS (Semesterwochenstunden), wobei 2 SWS auf Vorlesungen und 2 SWS auf Übungen entfallen.

Studienleistungen: Die Leistungskontrolle erfolgt in Form einer schriftlichen Prüfung am Ende des Semesters. Es kann auch alternativ eine mündliche Prüfung stattfinden, je nach Teilnehmerzahl.

Angebotstermine: Die Vorlesung wird im Sommersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Einführung in die Photovoltaik, Solarzellentechnologien, Photochemische Prozesse, Katalytische Systeme für die Wasserspaltung, Materialeigenschaften und Design von Solarzellen

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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