Budapest University of Technology and Economics, Faculty of Electrical Engineering and Informatics

    Belépés
    címtáras azonosítással

    vissza a tantárgylistához   nyomtatható verzió    

    Napelemek laboratórium

    A tantárgy angol neve: Solar Cells Laboratory Practice

    Adatlap utolsó módosítása: 2016. november 24.

    Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem
    Villamosmérnöki és Informatikai Kar

    Villamosmérnöki Szak

    Mérnök informatikus szak

    Szabadon választható tárgy
    Tantárgykód Szemeszter Követelmények Kredit Tantárgyfélév
    VIEEBV00   1/0/1/f 2  
    3. A tantárgyfelelős személy és tanszék Dr. Plesz Balázs, Elektronikus Eszközök Tanszéke
    4. A tantárgy előadója

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Mizsei János

    egyetemi tanár

    Elektronikus Eszközök Tsz

    Dr. Plesz Balázs

    adjunktus

    Elektronikus Eszközök Tsz

    5. A tantárgy az alábbi témakörök ismeretére épít

    Elektronika, Fizika, Mikroelektronika

    6. Előtanulmányi rend
    Kötelező:
    NEM ( TárgyTeljesítve("BMEVIEEM358"))
    VAGY
    NEM ( TárgyTeljesítve("BMEVIEEJV55"))
    VAGY
    NEM ( TárgyTeljesítve("BMEVIEE9356"))

    A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.

    A kötelező előtanulmányi rendek grafikus formában itt láthatók.

    Ajánlott:

    A következő tárgyak korábbi hallgatása esetén ez a tárgy nem vehető fel:

    VIEEM358 Napelemkészítés, VIEEJV55 Monolit integrált áramkörök készítése és a  VIEE9356 Napelemek tárgy. Ajánlatos, de nem kötelező a VIEEAV99 kódú Napelemek és megújuló energiaforrások c. tárgy előzetes elvégzése.

    7. A tantárgy célkitűzése

    A tantárgy célja, hogy áttekintést adjon a napelemek eszközfizikai, konstrukciós és technológiai ismereteiről. A tárgy keretében lehetőséget adunk minden hallgatónak, hogy a félvezető technológiai laboratóriumban egy Si egykristály alapú napelem cellát készítsen. A laboratóriumi gyakorlatok alkalmával a hallgatók megismerkednek az alapvető félvezető gyártástechnológiai műveletekkel, valamint az eszközkészítés során alkalmazott technológiai lépéseknek a működésre gyakorolt hatásával. A tárgy másik fontos célja a napelem cellák méréstechnikájának bemutatása. A mérés során fellépő problémák részletes tárgyalása jelentősen hozzájárul a napelem működésének jobb megértéséhez, így a hallgatók elméleti tudásukat ezúton is elmélyíthetik.

    8. A tantárgy részletes tematikája

    1. blokk

    Bevezetés a napelem működésébe, a napelem jellemző paramétereinek és karakterisztikáinak ismertetése.

    Különböző napelem anyagok és típusok bemutatása.

    2. blokk

    Bevezetés a napelem technológiába, alapvető gyártástechnológiai lépések bemutatása.

    Szilícium egykristály/multikristály előállítása, megmunkálása és fizikai jellemzői

    3. blokk

    Ismerkedés a szilícium szelettel, fizikai jellemzők mérésének módszerei, különböző alapanyagok mérése (Si szeletek geometriai méretei, adalékolásának típusa és mértéke

    Tisztaszoba bemutatása, a tisztaság szerepe a félvezető technológiában.

    4. blokk

    Szilícium szelet nedves kémiai tisztítása, felületi strukturálás, a kialakult struktúra optikai mikroszkópos vizsgálata.

    Hátoldali BSF réteg kialakítása szilárdfázisú diffúzióval, adalék anyag felpárologtatása

    5. blokk

    A Si termikus oxidációja elméletének és gyakorlatának ismertetése, különböző oxidált szeletek bemutatása, összehasonlítása

    Termikus oxidréteg vastagságának számítása, szimulációk

    6. blokk

    PSG marása a szelet felületről, a szelet kémiai előkészítése és termikus oxidnövesztés a kiszámított paraméterekkel.

    Az oxidréteg vastagságának mérése, a szelet bevonása fotoreziszt réteggel.

    7. blokk

    A szilárdfázisú diffúzió elméletének áttekintése.

    A hallgatói napelem diffúziós paramétereinek meghatározása szimulációval.

    8. blokk

    A szelet felületéről a védőoxid lemarása, az adalékanyag felpárologtatása és behajtása.

    A diffúzió minősítése: négyzetes ellenállás és diffúziós mélység mérése, majd a szelet fotoreziszttel történő bevonása.

    9. blokk

    UV litográfia elméletének ismertetése, a litográfia félvezető technológiában alkalmazott eszközeinek bemutatása.

    A szelet felületén ablaknyitás a kontaktusréteg számára nedves kémiai marással

    10. blokk

    A napelem cella fémezésének kialakítása, vezető réteg felvitele vákuumgőzöléssel.

    A vezető réteg megvastagítása fémgalvanizálással, a kontaktus réteg vastagságának és egyenletességének mérése.

    11. blokk

    Napelem cella méréstechnikájának elméleti ismertetése, a mérendő paraméterek kiválasztása, mérőberendezések bemutatása.

    Mérési gyakorlat, egy napelem cella és egy napelem modul kézi módszerrel történő bemérése.

    12. blokk

    A hallgatói napelem cellák automata mérőberendezéssel történő bemérése, a kézi és az automata módszer közti különbség bemutatása.

    Különböző technológiájú napelem cellák mérése, a kapott eredmények összehasonlítása.

    13. blokk

    Spektrális válaszfüggvény fogalmának és méréstechnikájának ismertetése, mérés különböző szerkezetű cellákon. A különböző spektrális válaszokból levonható következtetések, az alkalmazott technológia és a mért elektromos paraméterek összefüggése.

    A felületi fényreflexió hatása a cellák hatásfokára, reflexió mérése különböző felületi minőségű cellákon.

    14. blokk

    ZH írás, jegyzőkönyv beadás

    9. A tantárgy oktatásának módja (előadás, gyakorlat, laboratórium)

    A laboratóriumi gyakorlathoz tartozó elméleti háttér előadás szintű ismertetése, ezt követően a félvezető laboratóriumban a hallgatók elvégzik a gyakorlathoz tartozó gyártástechnológiai és mérési/minősítési műveleteket.

    10. Követelmények

    A szorgalmi időszakban:

    A tárgyból 1 db nagy ZH-t iratunk. Az aláírás és a félévközi jegy megadásának feltétele a ZH legalább elégséges szintű teljesítése, valamint az összes laboratóriumi gyakorlat hiánytalan elvégzése.

    11. Pótlási lehetőségek

    A sikertelen ZH pótlására a szorgalmi időszakban 1 db pótZH-t iratunk, a pótlási időszakban 1 db pót-pót ZH iratható. A laboratóriumi gyakorlatok pótlására a rendkívül költséges technológia alkalmazása miatt csak a szemeszter folyamán, külön egyeztetve van lehetőség.

    12. Konzultációs lehetőségek

    Az előadókkal történő személyes megbeszélés képezi a konzultáció alapját.

    13. Jegyzet, tankönyv, felhasználható irodalom

    1.  Dr. Mizsei János, Timárné Horváth Veronika: Napelemek kézirat, www.eet.bme.hu

    2.  T. Markvart , L. Castaner: Practical Handbook of Photovoltaics, Elsevier Science, 2003.

    3.  Nemcsics Ákos: A napelem és fejlesztési perspektívái, Akadámiai kiadó, Budapest, 2001.

    4.  Photovoltaics CDROM, http://pvcdrom.pveducation.org/

    14. A tantárgy elvégzéséhez átlagosan szükséges tanulmányi munka
    Kontakt óra28
    Félévközi készülés órákra10
    Felkészülés zárthelyire10
    Házi feladat elkészítése 
    Kijelölt írásos tananyag elsajátítása12
    Vizsgafelkészülés 
    Összesen60
    15. A tantárgy tematikáját kidolgozta

    Név:

    Beosztás:

    Tanszék, Int.:

    Dr. Mizsei János

    egyetemi tanár

    Elektronikus Eszközök Tsz

    Timárné Horváth Veronika

    c. egyetemi docens

    Elektronikus Eszközök Tsz