Photovoltaik Flashcards
(Aus Probeklausur, 1P)
Was sind Halbleiter?
(Aus Probeklausur, 1P)
Welches Element wird besonders häufig in Solarmodulen verwendet?
(Aus Klausur WS19/20, 1,5P)
Welches Element wird besonders häufig in Solarmodulen verwendet? Nennen Sie zwei Gründe, die für die Nutzung dieses Elementes sprechen.
(Aus Klausur WS19/20, 1,5P)
- Silizium
- Große Vorkommen
- Preisgünstig
(Aus Probeklausur, 3P)
Was wird unter einer Raumladungszone verstanden? Erklären Sie wie diese zustande kommt.
(Aus Probeklausur, 2P)
Welchen Vorteil haben Mehrschichtsolarzellen? Erklären Sie diesen genau.
(Aus Probeklausur, 3P)
Benennen und beschreiben Sie die einzelnen Komponenten aus dem Ersatzschaltbild einer Solarzelle. Wie sollten die Widerstände gewählt werden?
(Aus Probeklausur, 1P)
Wieso ist es wichtig die Spannung einer Solarzelle zu regeln?
(Aus Probeklausur, 3P)
Wie kann die Modulspannung angepasst werden, ohne den Widerstand zu verändern? Benennen Sie eine mögliche Komponente, die diese Anpassung durchführen könnte.
(Aus Klausur WS19/20, 4P)
Erläutern Sie den Unterschied zwischen Leitern, Halbleitern und Isolatoren, falls notwendig fertigen Sie eine Skizze an. Benennen Sie die Grenze zwischen Halbleitern und Isolatoren genau.
Abbildung: s. Klausur
- Leitungsband (LB) und Valenzband (VB) eines Leiters überschneiden sich oder besitzen nur einen sehr kleinen Bandabstand mit besetzten LB
- Halbleiter: LB wie beim Isolator unbesetzt, Elektronen können durch Einfluss von Energie/Licht in das LB gehoben werden
- Isolator: LB unbesetzt
- Grenze: 5 eV
(Aus Probeklausur, 2P)
Erklären Sie was es bedeutet, wenn eine Solarzelle p-dotiert ist. Mit welchem Element kann die oben genannte Solarzelle p-dotiert werden?
(Aus Klausur WS19/20, 4P)
Was bedeutet Dotierung? (1P) Welche Dotierungen werden für Solarzellen benötigt? (1P) Beschreiben Sie die unterschiedlichen Dotierungstypen und benennen Sie je ein Element, mit dem diese Dotierung erfolgen kann. (2P)
(Aus Klausur WS19/20, 4P)
- Dotierung
–> Ist das kontrollierte Einbringen von Fremdatomen (Donatoren oder Akzeptoren). Eine Solarzelle benötigt eine p- und eine n-Dotierung. - N-Dotierung
–> Z. B. durch Phosphor, fünfwertiges Element bringt zusätzliches Elektron ein - P-Dotierung
–> Z. B. durch Bor, dreiwertiges Element weshalb ein Elektron fehlt
(Aus Klausur WS19/20, 2P)
Wie erfolgt die Trennung der Ladungsträger in einer Solarzelle? Beschreiben Sie diesen Vorgang genau.
Die Raumladungszone erzeugt im Bereich der Grenzfläche ein elektrisches Feld. Entstehen nun frei bewegliche Ladungsträger durch Lichtabsorption werden diese durch das elektrische Feld räumlich getrennt. die Ladungsträger werden dann über Kontakte abgeleitet.
(Aus Klausur WS19/20, 4P)
Wie kann die Ausgangsleistung (Modulspannung) angepasst werden, ohne den Widerstand zu verändern? Benennen Sie die zwei möglichen Komponenten, die diese Anpassung durchführen können. Warum erfolgt in handelsüblichen PV-Systemen die Anpassung nicht über eine Änderung des Widerstande?
- Anpassung des Widerstands technisch zu aufwendig
- Änderung des Ausgangsleistung durch Änderung der Belastungsspannung des PV-Moduls
- Buck Konverter
–> Wenn die Modul-Systemspannung größer ist als die Eingangsspannung - Boost Konverter
–> Wenn die Modul-Systemspannung kleiner ist als die Eingangsspannung
(Aus Klausur WS19/20, 3,5P)
Was bedeutet MPP? Erklären Sie eine mögliche Methode um den MPP zu finden. Warum sollte aus Ihrer Sicht diese Methode verwendet werden?
Maximum Power Point
- Steigende Leitfähigkeit
- Methode vergleicht die aktuelle Leitfähigkeit (I/V) mit der differenziellen Leitfähigkeit (d_I / d_V). Wenn beide gleich sind ist der MPP erreicht.
- Sollte verwendet werden da es nicht zu einer Oszillation kommt
