Belépés címtáras azonosítással
magyar nyelvű adatlap
angol nyelvű adatlap
Napelemek laboratórium
A tantárgy angol neve: Solar Cells Laboratory Practice
Adatlap utolsó módosítása: 2019. május 6.
Villamosmérnöki Szak
Mérnök informatikus szak
Név:
Beosztás:
Tanszék, Int.:
Dr. Mizsei János
egyetemi tanár
Elektronikus Eszközök Tsz
Dr. Plesz Balázs
egyetemi docens
Dr. Neumann Péter Lajos
Egyetemi adjunktus
Elektronika, Fizika, Mikroelektronika
A fenti forma a Neptun sajátja, ezen technikai okokból nem változtattunk.
A kötelező előtanulmányi rend az adott szak honlapján és képzési programjában található.
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.
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.
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
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.
A szorgalmi időszakban:
A tárgyból 1 db nagy ZH-t iratunk az utolsó héten. A laborgyakorlatokról a hallgató jegyzőkönyvet készít (házi feladat). Az aláírás és a félévközi jegy megadásának feltétele a ZH legalább elégséges szintű teljesítése, valamint az összes laboratóriumi gyakorlat hiánytalan elvégzése és a jegyzőkönyv leadása.
A sikertelen ZH pótlására a szorgalmi időszakban 1 db pótZH-t iratunk. Pót-pót ZH főszabály szerint nincs. A laboratóriumi gyakorlatok pótlására a rendkívül költséges technológia alkalmazása miatt csak a szemeszter folyamán, külön egyeztetve van lehetőség. A jegyzőkönyv különeljárási díj megfizetése esetén a pótlási héten leadható.
Az előadókkal történő személyes megbeszélés képezi a konzultáció alapját.
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/
Kontakt óra
28
Készülés előadásokra
6
Készülés gyakorlatokra
0
Készülés laborra
12
Készülés zárthelyire
8
Házi feladat elkészítése
Önálló tananyag-feldolgozás
Vizsgafelkészülés
Összesen
60
Timárné Horváth Veronika
c. egyetemi docens
