Bachelor-/Master-/Diplomarbeit zum Thema "Versuchsaufbau zur Untersuchung des Einflusses der Zelltemperatur auf die Ausgangsleistung von Mehrfachsolarzellen im Konzentrator-PV Modul"

Kennziffer ISE-2021-72

*Was Sie erwartet*
Die Arbeit wird durchgeführt am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg. Das ISE ist das größte Solarforschungsinstitut Europas. Mit unseren derzeit rund 1200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern betreiben wir anwendungsorientierte Forschung für die technische Nutzung der Solarenergie und entwickeln Materialien, Systeme und Verfahren für eine nachhaltige Energieversorgung. Zum Hintergrund der Arbeit: Die Abteilung "III-V Photovoltaik und Konzentratortechnologie" am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE werden hocheffiziente Solarzellen sowie die dazugehörige Konzentratorphotovoltaik (CPV) -Modultechnologie entwickelt. Die sogenannten III-V Mehrfachsolarzellen werden durch monolithisch gestapelte Schichten aus unterschiedlichen Verbindungshalbleitern der Elementgruppen III und V hergestellt (z. B. GaInP oder GaAs). Mit solchen lassen sich die zurzeit höchsten Wirkungsgrade in der Photovoltaik von 47 % erzielen. Für den terrestrischen Einsatz derartiger Solarzellen wird das kostenintensive Halbleitermaterial durch verhältnismäßig preisgünstige, konzentrierende Optiken (linsen- oder spiegelbasiert) ersetzt. 2014 haben wir mit unserem FLATCON-Modul einen Wirkungsgrad von 36,7% erreicht. Einer der Einflussfaktoren auf die elektrische Ausgangsleistung solcher CPV Module ist die Temperatur der Solarzelle. Durch die starke Bündelung des Sonnenlichts können Zelltemperaturen von bis zu 100°C entstehen. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines Aufbaus zur Temperierung der Solarzelle bei gleichzeitiger Beleuchtung mit Sonnenlicht unter Verwendung einer CPV typischen Konzentrator-Optik. Dieser Aufbau soll die elektrische Charakterisierung der Solarzelle bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen ermöglichen. Dabei sollen Temperaturen im Bereich 25 bis 90°C möglich sein. Es sollen verschiedene Konzepte zur Kühlung und Erwärmung verglichen werden und das beste Konzept realisiert werden. Dabei soll die Temperatur regelbar sein und über Sensoren messtechnisch überwacht werden. Die Funktionalität des Aufbaus wird durch die Untersuchung von vorhanden Linsen/Solarzelleneinheiten verifiziert. In der ausgeschriebenen Arbeit soll dabei ein vorhandener Versuchsaufbau konstruktiv und elektrotechnisch erweitert werden. Neben der Realisierung des Versuchsaufbaus im Labor sollen in der Arbeit auch Messungen von Solarzellen-Linseneinheiten durchgeführt und bewertet werden. Abschließend werden die Ergebnisse werden in der Masterarbeit zusammengefasst.
*Ihre Aufgaben sind:*

• Einarbeitung in die Grundlagen der Konzentratorphotovoltaik 
• Konzeption, Realisierung und Evaluierung einer Temperaturregelung 
• Integration und Inbetriebnahme der Temperaturregelung in einem bestehenden Messaufbau zur elektrischen Charakterisierung von Mehrfachsolarzellen 
• Versuchsdurchführung: z.B. Variation der Zelltemperaturen bei gleichzeitiger Messung der Strom-Spannungs-Kennlinie von Mehrfachsolarzellen
• Bewertung und Zusammenfassung der Ergebnisse in einer Abschlussarbeit 

*Was Sie mitbringen*

• Eingeschriebene/r Student/in im Bereich Maschinenbau, Elektrotechnik, Ingenieurswissenschaften oder vergleichbar 
• Kenntnisse in Elektrotechnik und Temperaturregelung 
• Erfahrung und Kenntnisse in Messtechnik
• Teamfähigkeit
• Eigenverantwortliche und strukturierte Arbeitsweise
• Sehr gute MS-Office-Kenntnisse
• Programmierkenntnisse und Origin Kenntnisse von Vorteil

Fraunhofer ist die größte Organisation für anwendungsorientierte Forschung in Europa. Unsere Forschungsfelder richten sich nach den Bedürfnissen der Menschen: Gesundheit, Sicherheit, Kommunikation, Mobilität, Energie und Umwelt. Wir sind kreativ, wir gestalten Technik, wir entwerfen Produkte, wir verbessern Verfahren, wir eröffnen neue Wege.

Fragen zu dieser Position beantwortet gerne
marc.steiner@ise.fraunhofer.de

Bitte richten Sie Ihre Bewerbung unter Angabe der Kennziffer an:
marc.steiner@ise.fraunhofer.de
(Anschreiben, CV und Zeugnisse in einem pdf-Dokument mit max. 10 MB)

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme
Freiburg

http://www.ise.fraunhofer.de

---