Solární energie a fotovoltaika

Garant předmětu:

Ivan Richter

Přednášející:

Miroslav Dvořák

Cvičící:

Miroslav Dvořák

Předmět zajišťuje:

katedra fyzikální elektroniky

Anotace:

Seznámit studenta s možnostmi využití sluneční energie, její konverzí a uskladněním, s fyzikální podstatou, limity a omezeními. Poskytnout podrobnější přehled o principech různých typů fotovoltaických článků, jejich historickém vývoji, současném stavu. Seznámení se se současným stavem výzkumu a přístupy v oblasti zvyšování účinnost fotovoltaických článků. Poskytnutí informací o přístupech k návrhu fotovoltaických systémů.

Požadavky:

Osnova přednášek:

1. Slunce - sluneční energie, radiometrické veličiny

2. Využití sluneční energie - osvětlovací systémy, termální ohřev, sluneční věže, fotovoltaika

3. Základy fyziky polovodičů - struktura polovodičů, pásový model, p-n přechod, interakce polovodičů se zářením

4. Fotovoltaický článek - materiály, náhradní schéma, voltampérová charakteristika

5. Ztráty a limity účinnosti - termodynamický limit, Shockleyův-Queisserův limit

6. Fotovoltaika 1. generace - produkce křemíku, polykrystalický křemík, monokrystalický křemík

7. Fotovoltaika 2. generace - tenkovrstvé technologie, vodivé transparentní oxidy, chemická depozice z plynné fáze, amorfní křemík

8. Fotovoltaika 3. generace - možnosti zvyšování účinnosti, využití multiexcitonů, využití horkých nosičů náboje, tandemové solární články

9. Srovnání vývoje různých typů technologií a jejich současné meze

10. Fotovoltaické systémy - principy návrhu, komponenty

Osnova cvičení:

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná literatura

[1] Smets A., Jäger K., Isabella O.,van Swaaij R., Zeman M.: Solar Energy: The Physics and Engineering of Photovoltaic Conversion, Technologies and Systems, UIT Cambridge Ltd. 2016, 488p

[2] Kalogirou S. A.: Solar Energy Engineering: Processes and Systems, Academic Press, 2st edition 2013, 840p

Doporučená literatura

[3] Ponseca C. S.:Emerging Photovoltaic Technologies: Photophysics and Devices, Jenny Stanford Publishing; 1st edition 2020, 386p

[4] Sun Ch.: Physics of Solar Energy, Arcler Press 2019, 420p

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů: