Diese Arbeit verwendet umfassende numerische Simulation, um lokal rückseitenkontaktierte Solarzellen zu charakterisieren und optimieren und zudem Modelle für physikalische Effekte zu erstellen, die für diese Zellen von großer Bedeutung sind. Durchweg wird die Simulationsplattform Sentaurus Device als Modellierungstool benutzt. Zudem wird als zentrales Element die Freie-Energie-Verlustanalyse zur Aufbereitung der Simulationsergebnisse verwendet.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Diese Arbeit befasst sich mit der hocheffizienten Erzeugung solaren Wasserstoffs mittels direkter Verschaltung von III-V-Mehrfachsolarzellen mit PEM-Elektrolysezellen (PEM: Polymer-Elektrolyt-Membran). Hierzu wurden neuartige nanostrukturierte Anodenkatalysatoren elektrochemisch auf ihr Leistungsverhalten bei verschiedenen Betriebsbedingungen untersucht. Zusätzlich wurden stationäre und instationäre Lebensdauermessungen durchgeführt. Durch Voruntersuchungen an verschiedenen Flowfieldgeometrien konnte ein kostengünstiges und effizientes Flowfielddesign gefunden werden, das für den Aufbau eines HyCon.-Sechsermoduls (HyCon.: Hydrogen Concentrator) zur solaren Wasserstoffproduktion zum Einsatz kam. Auf eine elektronische Leistungsanpassung für das passiv betriebene HyCon.-Modul konnte durch geeignete Wahl der Kennlinienabstimmung zwischen Solarzelle und PEM-Elektrolysezelle verzichtet werden. Der Umwandlungswirkungsgrad von Sonnenlicht in überführten Wasserstoff wurde für das umgesetzte HyCon.-Modul unter Feldbedingungen in Freiburg bestimmt sowie eine Kostenanalyse zur Berechnung der Wasserstoffgestehungskosten durchgeführt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Bauteilaktivierung ermöglicht sowohl einen geringen Energieverbrauch als auch ein hohes Maß an thermischer Behaglichkeit. Das Fachbuch führt Ergebnisse aus langjährigen Forschungsarbeiten zusammen und leitet daraus Regeln und Anforderungen für den energieeffizienten Einsatz thermoaktiver Bauteilsysteme ab. Es werden Betriebsauswertungen und Praxiserfahrungen vorgestellt und Strategien zur optimalen Auslegung, Betriebsführung und Regelung der Systeme aufgezeigt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die berührungslose, induktive Energieübertragung weist viele Vorteile gegenüber kabelgebundenen Energieübertragungssystemen auf. Besondere Aufmerksamkeit erfährt die stationäre, induktive Energieübertragung seit einiger Zeit im Bereich der Elektromobilität, da hier ein hoher Nutzerkomfort von sehr hoher Relevanz ist. Hierbei besteht großes Interesse an induktiven Ladesystemen mit hohen Leistungen sowie hohen Wirkungsgraden. In der vorliegenden Arbeit wird deshalb ein induktives Ladesystem mit einer Netzanschlussleistung von 22 kW ausgelegt und anhand eines in einem Fahrzeug integrierten Demonstrators untersucht. In dem genannten Demonstrator werden Wirkungsgrade vom Stromnetz bis zu Batterie von fast 95 Prozent bei 10 cm Spulenabstand unter Laborbedingungen erzielt. Ebenso wird der Einfluss des Fahrzeugs auf die Effizienz des Systems mittels durchgeführter Messungen diskutiert. Um die Systemkosten bei gleichzeitig hoher Effizienz zu reduzieren, werden verschiedene Regelkonzepte untersucht. Schlussendlich wird ein bauraum- und wirkungsgradoptimales Konzept vorgestellt und evaluiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Diese Arbeit liefert einen Beitrag zur qualitativen Fehlererkennung auf Grundlage der Zustandsbeobachtung technischer Systeme durch qualitative Modelle. Zur Lösung des Komplexitätsproblems qualitativer Modelle wird ein Ansatz verfolgt, bei dem die qualitativen Modelle durch dekomponierte Tensoren repräsentiert werden. Die vorgestellten Beobachtergleichungen bauen auf der dekomponierten Tensorstruktur auf und ermöglichen die effiziente Realisierung der qualitativen Fehlererkennung.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Gegenstand der Arbeit ist die Vorstellung eines Bottom-up-Modells zur techno-ökonomischen Bewertung von Produkten und Produktionstechnologien in der Photovoltaik. Das Modell basiert auf der Total Cost of Ownership Methodik und erweitert die in der Halbleiterbranche-Branche eingesetzten Standards SEMI E35 und E10 für eine ökonomische Beurteilung des Einsatzes neuer Technologie- und Prozesskettenvarianten entlang der gesamten Photovoltaik-Wertschöpfungskette.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Im Rahmen dieser Promotion wird eine generische Methode entwickelt, mit der momentane und künftige Ausbaukapazitäten von thermischen und elektrischen Energiespeichern in urbanen Gebieten auf Basis techno-ökonomischer Strukturoptimierungsrechnungen berechnet werden können. Die gleichzeitige Betrachtung der Strom- und Wärmeversorgung und die darin involvierten Akteure ermöglichen einen holistischen Blickwinkel auf ein kommunales Energieversorgungsgebiet mit Fernwärmeversorger und PV-Stromerzeugern.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Speicher in thermischen Solarkraftwerken können zur Netzstabilisierung eingesetzt werden, erhöhen den solaren Deckungsgrad und können die Stromgestehungskosten des Kraftwerks senken. Ausgehend von den kommerziell betriebenen Andasol-Kraftwerken in Spanien, werden vielversprechende Kraftwerks- und Speicherkonzepte mit dem Ziel untersucht, ein Design zu identifizieren, welches potenziell niedrigere Stromgestehungskosten aufweist.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In dieser Dissertation wurden Silicium-Feedstockmaterialien aus alternativen Aufreinigungsrouten, wie FBR und UMG, auf ihre Eignung als Material für monokristalline Solarzellen untersucht. Darüber hinaus wurden noch Methoden zur Bestimmung des dotierstoffabhängigen spezifischen Basiswiderstandes an as-cut Czochralski Wafern und zur Bestimmung der Dotierstoffkonzentration entlang kompensierter (UMG) Siliciumkristalle aus positionsabhängigen Basiswiderstandsmessungen entwickelt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In dieser Arbeit wurden für die Herstellung hocheffizienter Solarzellen ozonbasierte Reinigungs- und Konditionierungsmethoden entwickelt. Diese sind geeignet im industriellen Maßstab Silizium-Wafer von Kontaminationen zu reinigen und die Eigenschaften der Ober- und Grenzfläche, anwendungsspezifisch auf die verwendete Passivierschicht angepasst, vorzubereiten. Der Fokus lag auf der Herstellung und Charakterisierung von ultra-dünnen SiOx-Schichten für das TOPCon Zellkonzept.
Aktualisiert: 2023-06-01
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In dieser Arbeit wird ein dezentrales solares Fernwärmesystem mit gebäudeintegrierten Kollektoren untersucht und bewertet. Die Bewertung findet hinsichtlich der Wärmeverteilverluste im Wärmenetz, der Stromnetz-Interaktion und der Wirtschaftlichkeit statt. Um die Signifikanz der Ergebnisse evaluieren zu können, wird ein Referenzsystem mit untersucht. Das Referenzsystem ist ein Standard Fernwärmesystem, in welchem eine Heizzentrale die einzige Wärmequelle ist.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die höchsten Wirkungsgrade für Solarzellen werden mit Mehrfachsolarzellen aus III-V-Material erreicht. Das Thema dieser Arbeit ist die Entwicklung von metamorphen Pufferstrukturen für den Einsatz in invertiert metamorphen Dreifach-Solarzellen. Dabei lag der Schwerpunkt der Arbeit auf dem Verständnis für die Versetzungsbildung im Puffer in Abhängigkeit vom Material, der Substratfehlorientierung und dem konkreten Aufbau der Schichten.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Bauteilaktivierung ermöglicht sowohl einen geringen Energieverbrauch als auch ein hohes Maß an thermischer Behaglichkeit. Das Fachbuch führt Ergebnisse aus langjährigen Forschungsarbeiten zusammen und leitet daraus Regeln und Anforderungen für den energieeffizienten Einsatz thermoaktiver Bauteilsysteme ab. Es werden Betriebsauswertungen und Praxiserfahrungen vorgestellt und Strategien zur optimalen Auslegung, Betriebsführung und Regelung der Systeme aufgezeigt.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die Dissertationsschrift beschäftigt sich mit III-V Mehrfachsolarzellen, die epitaktisch auf Silicium aufgewachsen werden. Sie erlauben eine Steigerung des Wirkungsgrades auf über 40 %, während das theoretische Limit einer Silicium Einfachsolarzelle bei 29.4 % liegt. Durch die Charakterisierung und Optimierung der einzelnen Schichten und Prozesse konnte der Wirkungsgrad der GaInP/GaAs/Si Struktur von 19.7 % auf 25.9 % erhöht werden.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Für die rückseitige Metallisierung von vielen hocheffizienten passivierten Silicium-Solarzellen bietet eine aufgedampfte Aluminium-Metallisierung entscheidende Vorteile gegenüber einer industriell etablierten Siebdruckmetallisierung. In dieser Arbeit werden Hemmnisse, die hinsichtlich einer industriellen Anwendung einer solchen aufgedampften Metallisierung in Bezug auf Haftung und Lötbarkeit bestehen, adressiert und gelöst.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die vorliegende Arbeit behandelt das Konzept der Metal Wrap Through Passivated Emitter and Rear Cell (MWT-PERC), welches Verluste in Solarzellen aus kristallinem Silicium mithilfe einer dielektrischen Passivierungsschicht und durch die Verlegung aller externen Kontakte auf die Zellrückseite deutlich verringert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Dieses Buch widmet sich der Analyse von Resonanzen in Stromnetzen mit hohem Leistungselektronikanteil und vermittelt neue Ansätze für die Oberschwingungsbewertung von Wechselrichtern. Mit der differentiellen Impedanzspektroskopie wird ein messtechnisches Verfahren vorgestellt, mit dem sich Wechselrichter als frequenzabhängige Spannungsquelle mit Innenimpedanz darstellen lassen. Messergebnisse für mehrere Wechselrichter werden diskutiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Im Rahmen dieser Arbeit werden die strömungs- und reaktionsrelevanten Prozesse in einem nasschemischen Prozessbecken detailliert analysiert und so ein tiefes Verständnis der Vorgänge im Becken erarbeitet. Hierbei ist besonders wichtig, das gesamte System zu verstehen und herauszuarbeiten, welche Phänomene und Bauteile Inhomogenitäten auf der Waferoberfläche hervorrufen und wie diese zu beeinflussen sind.
Aktualisiert: 2023-06-01
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"Performance von Gebäuden" zeigt Wege auf, wie Energieeffizienz und Nachhaltigkeit von Gebäuden bei gleichzeitig hoher Zufriedenheit der Nutzer erreicht werden kann. Der Fokus liegt auf den Methoden einer fundierten Messung und Bewertung der Gebäudeperformance. Praxisbeispiele verdeutlichen das Performance-Konzept und veranschaulichen Kennwerte und Orientierungsgrößen für die Planung und den Gebäudebetrieb. Ein umfangreicher Anhang stellt praktisch anwendbare Planungs- und Bewertungshilfsmittel vor.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Die vorliegende Arbeit widmet sich der Entwicklung von Metallisierungskonzepten für siliziumbasierte Rückkontaktsolarzellen. Im Fokus stehen die p-Typ Metal Wrap Through und die n-Typ Back-Contact Back-Junction Zelltechnologie. Für zwei industrierelevante Konzepte – dem mehrlagigen Metallisierungsansatz und dem drahtbasierten Verschaltungsansatz – werden anhand zahlreicher Simulationsstudien sowie Experimente die grundlegenden wissenschaftlichen und technologischen Fragestellungen adressiert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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