Solarzellen mit Cu(In,Ga)(S,Se)2-Absorberschichten sind bereits auf dem Photovoltaikmarkt etabliert. Ihr geringerer Inhalt an toxischen oder seltenen Elementen wie Cd oder Te ist einer ihrer Vorteile gegenüber anderen Dünnschichttechnologien. Ein Ansatz, um die Qualität dieser Zellen zu steigern, ist die Entwicklung einer kontaktlosen und zerstörungsfreien Methode zur Qualitätsauswertung während der Produktion. Zeitaufgelöste Photolumineszenzmessungen (TRPL) erfüllen alle diese Bedingungen. Das Ziel dieser Arbeit ist, die notwendigen Bedingungen zu erkennen, bei denen TRPL-Messungen zuverlässige Informationen über die Rekombinationsdynamik der Ladungsträger und die Leistungsparameter der Solarzellen liefern. Zu diesem Zweck werden Simulationen und Experimente durchgeführt. Materialparameter werden experimentell bestimmt und in das Simulationsmodell eingebaut, während Experimente als Grundlage dienen, um die Gültigkeit dieses Modells zu überprüfen. Parametervariationen innerhalb der Simulationen dienen dazu, das physikalische Verständnis über die Prozesse, die bei TRPL-Experimenten eine Rolle spielen, zu vertiefen. <dt.>
Solar cells with thin Cu(In,Ga)(S,Se)2 absorber films are well established in the photovoltaics market. They offer an advantage over other thin film technologies thanks to their lower content of elements with high toxicity or low earth abundance like Cd and Te. One approach to further improve the quality of production of these cells is to develop a method of material quality assessment during production that is fast, contactless and non-destructive. Time-resolved photoluminescence (TRPL) measurements offer all these characteristics. This work aims to establish the requirements to extract meaningful information about charge carrier recombination dynamics and solar cell performance parameters from TRPL measurements. To achieve this goal experiments and simulations are carried out. The material parameters are extracted from experiments and then built into the simulation model. Results from experiments also serve as the basis to verify the validity of this model. Parameter variations within the simulations function as one of the main methods in this work to gain deeper physical insight into the processes taking place during TRPL measurements. <engl.>
Aufgaben, die kontextuell eingebettet sind, bestimmte Lernschrittfolgen unterstützen und Differenzierungen anbieten, werden als Mittel diskutiert, Schüler/innen kognitiv anzuregen sowie Lernprozesse zu initiieren und am Laufen zu halten. Um solche Lernaufgaben in Lehrerbildung und Schulpraxis zu verankern, wurden die subjektiven Überzeugungen von Lehrkräften zur potentiell lernfördernden Funktion von Aufgaben und zum tatsächlichen Einsatz von Aufgaben untersucht. Ebenfalls wurde erhoben, wie sich die Fähigkeit der Einschätzung von Aufgaben entwickeln lässt. Nur mit dem Wissen um diese Überzeugungen können Prozesse der Professionalisierung unterstützt werden. Die Ergebnisse aller Erhebungen und die Evaluation der genutzten Fortbildungskonzepte sind zur Optimierung von Lehreraus- und -fortbildung genutzt worden. Als theoretische Grundlage wurde das Modell der Didaktischen Rekonstruktion verwendet. <dt.>
Tasks, which are contextually embedded and support differentiation and specific learning sequences, are currently discussed as a tool to cognitively stimulate students and initiate sustainable learning processes. The teachers’ beliefs on the potential of such learning tasks to enhance learning success were examined in order to anchor them in teacher education and school practice. Furthermore, the ability of teachers to evaluate and assess tasks was surveyed, as this knowledge is required to support processes of professionalization. The results of all surveys and the evaluation of the utilized training concepts have been used to optimize teacher education and training. The model of educational reconstruction was applied as a theoretical framing. <engl.>
Lichtpuls-Atominterferometrie findet in vielen Bereichen Anwendung, z.B. in der Gravimetrie, der Gradiometrie oder in der Messung von Rotationen. Das in dieser Arbeit beschriebene Experiment kann Bose-Einstein Kondensate mit annähernd 105 Rb Atomen bei einer Repetitionsrate von über 1Hz erzeugen. Darüber hinaus ist der Aufbau mobil, was für praktische Anwendungen und Experimente im Weltall wichtig ist. Jede Präzisionsmessung mittels Atominterferometrie stellt hohe Anforderungen an die magnetische Feldumgebung, die Kontrolle über Position und Geschwindigkeit des atomaren Ensembles sowie dessen Geschwindigkeitsstreuung. Diese Punkte werden systematisch und gründlich untersucht. Es werden Geschwindigkeitsstreuungen von 140μm/s entsprechend einer kinetischen Temperatur von nur 70pK experimentell realisiert. Diese Kollimation in 3D war durch das Zusammenspiel einer Quadrupolmode des Bose-Einstein Kondensats in der Auskoppelfalle zusammen mit einer axialsymmetrischen magnetischen Linse möglich. <dt.>
Light-pulse atom interferometry has a wide range of applications, for example in the fields of gravimetry, gradiometry and inertial sensing. The experiment described in this work can create Bose-Einstein condensates of almost 105 Rb atoms at a repetition rate exceeding 1Hz. The setup is also mobile, which is important for practical applications as well as for space-based experiments. Any precision measurement using atom interferometry has demanding requirements regarding the magnetic field environment, the control over the position and the velocity of the atomic ensemble as well as its velocity spread. All these points are systematically and thoroughly investigated. An ultrasmall velocity spread of 140μm/s equivalent to a kinetic temperature of 70pK is experimentally realized. This collimation in 3D was possible by the combination of a quadrupole mode collective excitation of the Bose-Einstein condensate within the release trap and an axially symmetric magnetic lens. <engl.>
In dieser Arbeit wird die Lock-In-Thermografie (LIT) als In-Situ-Methode zur Charakterisierung von Kathoden (mittels nass-chemischer Verfahren hergestellte LiMn2O4- und LiMn1.5Ni0.5O4-Spinelle) und Graphit-Kompositanoden in Pouch-Zellen beschrieben. Durch die Kombination mit Raster-Elektronen-Mikroskopie und Raman-Spektroskopie gelang es Rückschlüsse bezüglich Alterung als auch Inhomogenitäten der untersuchten Elektroden zu gewinnen. Der Untersuchung mittels LIT war hierbei eine elektrochemische Charakterisierung der Kathoden vorangegangen. Diese umfasste zyklische Voltammetrie, elektrochemische Impedanzspektroskopie sowie die Zyklisierung bei verschiedenen Lade-/Entladeströmen. Mit Hilfe eines angepassten Zelldesigns und geeignet gewählter Parameter war es möglich, Inhomogenitäten in der Zellzusammensetzung der Anoden zu identifizieren. Diese zeigen außerdem im gealterten Zustand ein Ringmuster, welches auf einen inhomogenen Anpressdruck in der Zelle zurückgeführt wird. <dt.>
In this work lock-in thermography (LIT) is used as an in-situ method for the characterization of cathodes (wet-chemically prepared LiMn2O4 and LiMn1.5Ni0.5O4 spinels) and graphite composite anodes in pouch cells. In combination with scanning electron microscopy and Raman spectroscopy it was possible to obtain informations on aging as well as inhomogeneities of the examined electrodes. Electrochemical characterization of the cathodes preceded the investigation by LIT. This included cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy and cycling at different charging / discharging currents. With the help of an adapted cell design and suitably chosen parameters, it was possible to identify inhomogeneities in the cell composition of the graphite composite anodes. In the aged state, these also show a typical ring pattern, which is attributed to an inhomogeneous contact pressure in the cell. <engl.>
In vielen Geräuschen des täglichen Lebens finden sich tonale Komponenten, die ihren Ursprung häufig in rotierenden Maschinenteilen, wie Ventilatoren, Turbinen, Motoren und Triebwerken haben. Um potentielle negative Auswirkungen solcher Geräusche reduzieren zu können, ist es notwendig, die der Unangenehmheit oder Lästigkeit zu Grunde liegenden perzeptiven Aspekte zu verstehen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, den Klangcharakter einer speziellen Art von Multitonsignalen zu charakterisieren und den Einfluss von präferenzrelevanten, zeitlichen und spektralen Aspekten auf den Klangcharakter zu quantifizieren. Im Rahmen dieser Arbeit wird insbesondere der Einfluss technisch relevanter Signalparameter auf die Beurteilung der Geräusche betrachtet. <dt.>
Tonal sounds are a part of the environmental noise that humans perceive everyday. They often originate from rotating parts in machinery like for example fans, turbines and engines. In order to reduce adverse effects of such sounds, it is necessary to understand the underlying perceptual aspects driving the unpleasantness and annoyance of multi-tone sounds. The overall aim of this study is the characterization and quantification of the sound character and the appraisal resulting from temporal and spectral characteristics of a particular type of multi-tone sounds. In this PhD-thesis, the influence of specific signal parameters, having a direct equivalent in a potential technical application, on the assessment of the sounds is addressed. <engl.>