Lehrveranstaltungen

Diese Vorlesung behandelt die Grundlagen der Halbleiterphysik und alle physikalischen Prozesse, die für die Funktion einer Solarzelle wichtig sind. Dabei wird insbesondere auf die optischen Eigenschaften des Halbleiters, die Lichteinkopplung in die Solarzelle, den Transport von Elektronen und Löchern sowie auf die Rekombination von Ladungsträgern eingegangen. Die Vorlesung gibt eine Einführung in das Herstellen und experimentelle Charakterisieren von Solarzellen. Die physikalischen Grenzen des Wirkungsgrades von Solarzellen werden berechnet. Die Vorlesung richtet sich an Studierende aus der Physik und aus den Ingenieurwissenschaften ab dem 5. Semester.

Diese Lehrveranstaltung vermittelt praktische Erfahrungen anhand von Experimentalaufbauten zur Aufnahme von Strom-Spannungs-Kennlinien an Solarzellen und zur Untersuchung der Luminezenzemission von Solarzellen. Die Studierenden führen unter Anleitung eigene Versuche durch und werten die Ergebnisse aus. Dabei erwerben sie Kenntnisse im Umgang mit moderner elektronischer Messtechnik und üben die kritische Bewertung und Diskussion sowie Präsentation der eigenen Ergebnisse.

Die Studierenden werden angeleitet, gute wissenschaftliche Fachvorträge zu halten. Die Betreuer stellen Fachliteratur zur Verfügung, die aktuelle Forschungsergebnisse aus der Photovoltaik beschreibt. Durch das Studium dieser Literatur sowie selbst gesuchter Literaturquellen erwerben die Studierenden vertiefte Fachkenntnisse. Nach einer Einführung in das wissenschaftliche Präsentieren werden zunächst Probevorträge gehalten. Schließlich tragen die Studierenden einander vor und diskutieren die Stärken und Schwächen ihrer Fachvorträge.

In dieser Lehrveranstaltung erlernen und vertiefen die Studierenden anhand des Themas der Energiekonversion aus erneuerbaren und konventionellen Quellen Präsentationstechniken und Literaturrecherche. Inhaltlich liegt der Schwerpunkt auf den physikalischen Grundlagen und Prozessen zur Bereitstellung elektrischer Leistung mit erneuerbaren und konventionellen Techniken. Dies beinhaltet im Bereich der erneuerbaren Energien Wind-, Wasser-, und Sonnenenergie. Zudem wollen wir den Aufbau, die Komponenten und die Funktionsweisen thermischer Kraftwerke aus physikalischer Sicht betrachten. Unterschiedliche Quellen für thermische Energie werden behandelt, wie beispielsweise Verbrennung fossiler Rohstoffe und erneuerbare Wärmequellen.

Die Vorlesung behandelt die grundlegenden physikalischen Prinzipien des MOS-Systems, den MOS-Kondensator und den MOSFET von einfachen Modellen bis zu Skalierungsproblemen moderner MOSFET-Technologiegenerationen. Weiterhin werden MOS-basierte Speicher wie SRAM, DRAM und Flash-Speicher diskutiert. In begleitenden Laborversuchen wenden die Studierenden das Erlernte auf die Auswertung der Charakteristika von MOS-Kondensatoren und MOSFETs an.

Die Vorlesung behandelt zunächst die physikalischen Grundlagen der Halbleiterelektronik wie Ladungsträger im Halbleiter, Stromtransportmechanismen, Generations- und Rekombinationsprozesse. Darauf aufbauend folgt die Betrachtung des statischen und dynamischen Verhaltens von pn-Übergängen, Metall-Halbleiterübergängen und Halbleiter-Heteroübergängen mit einer kurzen Einführung in optoelektronische Bauelemente. In einem begleitenden Posterworkshop zeigen die Studierenden selbst erarbeitete Präsentationen zu verschiedenen Diodentypen und ihren Anwendungen. Den Abschluss bildet die Diskussion des Bipolartransistors von den grundlegenden Prinzipien bis zum dynamischen Verhalten und schließlich Heterobipolartransistoren.

Diese Blockveranstaltung behandelt die physikalischen Grundlagen der Silizium-basierten Halbleiterprozesstechnologie, insbesondere auch Dünnschichttechnologien, vom nackten Siliziumsubstrat bis zu den Metallisierungsebenen im Hinblick auf die Herstellung hochintegrierter Schaltungen.