Faglig innhold

Elektronstruktur til halvledere og nanostrukturerte materialer. Ladningsbærerstatistikk og – transport. Optiske prosesser. Rekombinasjon. Ladningsseparasjon i Schottky-barrierer og pn-overganger. Karakteristikk i mørke og ved belysning. Tapsmekanismer og virkningsgrad i pn-celler. Tynnfilm-celler. Tandemceller og celler med mellomliggende bånd. Fokus på silisium-basert solceller og silisium solcelle prosesser, eksempel og beregninger.

Læringsutbytte

Etter avsluttet kurs skal studenten kunne: - Gjøre rede for elektronstrukturen til de fasene som inngår i solceller og fotovoltaiske nanostrukturer. - Gjøre rede for ladningsseparasjon ved fotonabsorpsjon som den sentrale prosessen i konvensjonelle og nanostrukturerte fotovoltaiske innretninger. - Gi en oversikt over mekanismer for ladningsseparasjon i konvensjonelle solceller og nanostrukturerte systemer. - Gjøre rede for sentrale tapsmekanismer i de forskjellige systemene, og foreslå/beskrive måter å redusere slike tap på gjennom endrede materialegenskaper. - Beskrive sentrale målemetoder relatert til virkningsgrad, ladningsseparasjon og tap. - Kunne tolke gitte måleresultater. - Formulere matematiske kontinuumsmodeller relatert til prosessene, og kunne anvende disse innen tolkning av målinger og beregning av solcellers egenskaper. Forventet tidsbruk: Forelesninger:60 timer; Laboratoriearbeid:10 timer; Øvinger:20 timer. Selvstudium:110 timer.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger, obligatoriske regneøvinger og laboratorieøvinger. Hvis undervisningen gis på engelsk kan eksamensoppgavene gis kun på engelsk. Studentens besvarelse kan være på norsk eller engelsk.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger, laboratorieøvinger

Anbefalte forkunnskaper

Forkunnskaper tilsvarende TFE4145 Elektronfysikk eller TFY4220 Faste stoffers Fysikk anbefales.

Kursmateriell

Kursmateriell består av kurs notater og slides.

En bok kapittel eller tidskrift artikkel kan bli gitt til studenter om nødvendig.

Bok: J. Nelson "The phycis of solar cell"