In dieser Arbeit wurden verschiedene Ansätze verfolgt, um das Verhalten von Polymer:Fulleren Solarzellen zu beeinflussen. Molekulares Dotieren wurde als Möglichkeit vorgeschlagen, die elektronischen Eigenschaften eines neuartigen low-bandgap-Copolymers und der zugehörigen Solarzellen zu modifizieren. Die Rolle der Morphologie der aktiven Schicht wurde erforscht, indem der Einfluss einer Kombination von Lösungsmitteln mit unterschiedlichen Siedepunkten auf die Eigenschaften eines P3HT:PCBM-Referenzsystems untersucht wurde. Der Effekt der Architektur auf die Leistung der Zelle wurde besprochen, indem invertierte Zellen unter Verzicht auf ITO, wasserbasierte Pufferschichten und Metalle mit niedrigen Austrittsarbeiten hergestellt wurden. Zuletzt wurde der Einfluss sowohl der Herstellung in Umgebungsluft statt unter Stickstoffatmosphäre als auch der Degradation durch Sauerstoff und Licht auf die optoelektronischen Eigenschaften des Referenzsystems untersucht. <dt.>
In this work different approaches were pursued in order to control the performance of polymer:fullerene solar cells. Molecular doping was proposed to tune the electronic properties of a novel low bandgap copolymer. The effect of doping in the corresponding solar cells was also analyzed. The role of the active layer morphology of a reference P3HT:PCBM system was investigated by exploring the influence of a combination of solvents with different boiling points on the optoelectronic properties of the absorbers and solar cells. The effect of the device architecture on the performance was also addressed. In particular, inverted devices containing no ITO, water based buffer layers and low work function metals were fabricated. The effect of processing the devices in ambient air instead of under nitrogen atmosphere as well as the degradation of the active layer induced by exposure to oxygen and light on the optoelectronic properties of the P3HT:PCBM model system was investigated. <engl.>
Zur Planung und berwachung von Photovoltaikanlagen ist es entscheidend, den zu erwartenden Ertrag möglichst genau abzuschätzen. Dieser ist mageblich durch die Einstrahlungssituation bestimmt. Neben der Gesamteinstrahlung ändert sich unter verschiedenen Bedingungen auch die spektrale Zusammensetzung der Einstrahlung. Eingesetzte Halbleitermaterialien weisen, aufgrund unterschiedlicher Bandlücken, verschiedene spektrale Empfindlichkeiten auf und reagieren somit auch unterschiedlich stark auf Variationen in der spektralen Einstrahlung. Diese Arbeit behandelt verschiedene Aspekte der spektralen Solarstrahlung, ihrer Berechnung aus Satellitendaten und ihres Einflusses auf Photovoltaik-Materialien. In Sensitivitätstudien wird gezeigt, unter welchen atmosphärischen Bedingungen das Spektrum sich ändert. Die spektral aufgelöste Einstrahlung aus den verwendeten Verfahren, SOLIS und MAGIC, wurde erstmals an drei verschiedenen Standorten validiert. <dt.>
For planning and monitoring of photovoltaic devices it is important to estimate the expected yield accurately. It mainly depends on the incident irradiance. With changing conditions both the total irradiance and the spectral distribution of the irradiance vary. Every semiconductor material shows different spectral response and different behaviour with varying spectral irradiance. This theses covers different aspects of the solar spectrum, its calculation from satelite data and its impact on different photovoltaic materials. Sensitivity studies demonstrate the influence of different atmospheric conditions on the spectral distribution of irradiance. Spectrally resolved irradiance derived from two methods, MAGIC and SOLIS, were evaluated with ground measurements at three sites. <engl.>
Zur Prüfung der Haftung von historisch wertvollen Wandmalereien erweist sich ein laser-optisches Schwingungsmessverfahren auf Basis der Elektronischen Specklemuster-Interferometrie (ESPI) als sehr leistungsfähig. Für deren Weiterentwicklung wird ein akustisches Anregungssystem im Audiobereich mit hoher Richtwirkung benötigt. Hierfür wurde ein parametrisches System aufgebaut, bei dem gerichteter Audioschall durch nichtlineare Effekte aus gerichtet abgestrahltem Ultraschall erzeugt wird. Zunächst zeigten dessen Schallfelder unerwartete Eigenschaften, deren Ursachen identifiziert und Lösungen zu ihrer Überwindung entwickelt wurden. Dafür war es notwendig, das 3D Ultraschallfeld vor dem Wandler zu kennen, wofür das ESPI-Messverfahren für die Untersuchung von Schallfeldern entsprechend erweitert wurde. Die Daten wurden zur gezielten Modifikation des Schallfeldes verwendet, um die gewünschte Richtwirkung zu erreichen. Die Eigenschaften des aufgebauten Parametrischen Systems werden diskutiert. <dt.>
To inspect the bonding of historically valuable wall paintings a laser-optical vibration measurement method based on Electronic Speckle Pattern Interferometry (ESPI) has proved quite powerful. Its further development requires an acoustic excitation system in the audio range of high directivity. A parametric acoustic system was built for this purpose, where highly directional audio sound is produced by nonlinear effects from directionally radiated ultrasound. Initially, these sound fields showed unexpected properties. Their causes were identified and solutions to overcome them were developed. For this purpose it was necessary to know the 3D ultrasonic field in front of the transducer array. The ESPI-measuring method was enhanced accordingly for the investigation of sound fields. The results were used to specifically modify the ultrasonic field to obtain the desired high directivity in the audio range. The characteristics of the final parametric system are discussed. <engl.>
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