Konfokale Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie (FCS) ermöglicht über zeitliche Signalfluktuationen, die Dynamik von Biomolekülen zu erfassen. Im Rahmen dieser Arbeit wurden neuartige Mehrfarben-Konzepte kombiniert mit Zweiphotonenanregung entwickelt, die eine Analyse molekularer Wechselwirkungen bei extrem niedrigen Probenkonzentrationen in transparenten Medien erlauben, bis hin zu lebenden Zellen. Diese Methoden bieten erhebliche Vorteile bzgl. Signalqualität und Zellviabilität mit der zusätzlichen Option, zwei spektral verschieden emittierende Fluorophore effizient mit nur einer Laserlinie anzuregen. Unter Einsatz von zwei- und dreifarbig markierten Assays konnten z.B. Protein-Protein-Wechselwirkungen in vitro und in vivo quantitativ verfolgt werden. Die Konzepte eröffnen somit vielversprechende Perspektiven, Michaelis-Menten-Komplexe oder Rezeptor-Komplexe zu charakterisieren, insbesondere im Hinblick auf die Entschlüsselung intrazellulärer Signalübertragung, welches Ziel vieler aktueller biowissenschaftlicher Forschung ist. <dt.>
Confocal fluorescence correlation spectroscopy FCS, as a time-averaging fluctuation analysis, has proved to be a powerful tool for detection and temporal investigation of biomolecules. Within the scope of this work, advanced multi-color concepts combined with two-photon excitation have been developed allowing for analysis of molecular interactions at extremely low concentrations in any transparent microenvironment, including living cells. This technique offers considerable advantages in signal quality and cell viability, along with the ability to simultaneously excite two spectrally distinct fluorophores with a single laser line. Studies on dual- and triple fluorophore assays assessing (reversible) protein-protein interactions are exemplified in vitro and in vivo. This concepts offer bright prospects to characterize Michaelis-Menten complexes or receptor complexes, particularly with regard to decoding intracellular signaling as a goal of many current in vivo studies. <engl.>
Die Arbeit befasst sich mit der Herstellung und Analyse von CdTe-Solarzellen. Im ersten präparativen Teil dieser Arbeit stelle ich ein Verfahren vor, in dem das Aktivierungsmittel CdCl2 bzw. NaCl durch Aerosolbeschichtung homogen auf den CdTe-Absorber aufgetragen und zur Aktivierung benutzt wird. Des weiteren wird als Rückkontaktzwischenschicht mittels DC-Kathodenzerstäubung hergestelltes Sb2Te3 untersucht. Die bei 180C Substrattemperatur erhaltene Schicht ist als Kontaktzwischenschicht chemisch stabil und hat eine ausreichende Leitfähigkeit. Bei Raumtemperatur hergestellte Sb-Te-Schichten weisen eine neue Phase des Sb-Te-Materialsystems auf. Im zweiten Teil werden für die ungewöhnlichen Veränderungen der I/U-Kennlinienform durch Beleuchtung der CdTe- bzw. Cu(In,Ga)Se2-Solarzelle Modelle vorgestellt. Diese Modelle basieren auf der Kompensation der Dotierung des CdS bzw. CdTe durch tiefe Störzellen. Die Modelle wurden simuliert und mit gemessenen Daten verglichen. <dt.>
This work concerns with the production and analysis of CdTe solar cells. The first preparative part of this work deals with the activation of the CdTe solar cell. A procedure is shown how to cover the CdTe layer homogeniously with CdCl2 or NaCl via an aerosol deposition. Furthermore an intermediate back contact layer made of DC-sputtered Sb2Te3 is investigated. The intermediate back contact layer prepared at 180C substrate temperature is chemical stable and sufficient conducting. Sb-Te layers produced by room temperature show an unknown phase of the Sb-Te material system. In the second part I present models for the unusual change of the i/v-curve shapes due to illumination of the CdTe- and Cu(In,Ga)Se2-solar cells. These models are based on the compensation of the doping of CdS and CdTe with deep traps. They have been simulated and compared to the measured data. <engl.>
Die Untersuchung der geänderten Defektcharakteristika, die durch beschleunigte Lebensdauertests von ZnO/CdS/Cu(In,Ga)(S,Se)2/Mo Dünnschichtsolarzellen verursacht werden, sind Ziel dieser Arbeit. Der Füllfaktor und die Leerlaufspannung von ungekapselten Testzellen werden durch eine künstliche Alterung im Labor verringert. Diese Alterung wird anhand des 'Damp-Heat' Tests durchgeführt, bei dem die ungekapselten Zellen Luft von 85C Temperatur und 85% relativer Luftfeuchtigkeit für verschiedene Zeitdauern (6h-438h) ausgesetzt werden. Zur Charakterisierung wenden wir temperaturabhängige Kapazitäts-Spannungsmessungen, Admittanzspektroskopie und Transiente Störstellenspektroskopie an. Wir beobachten elektronische Defektzustände, welche eine proportional zur Dauer der 'Damp-Heat' Belastung erhöhte Aktivierungsenergie aufweisen. Wir machen eine kontinuierliche Energieverteilung von Defektzuständen in der Nähe der CdS/Cu(In,Ga)(S,Se)2 Grenzfläche dafür verantwortlich. Die erhöhte Aktivierungsenergie deutet demnach auf eine Verminderung der Bandverbiegung an der Cu(In,Ga)(S,Se)2 Oberfläche hin. Zudem beobachten wir durch die 'Damp-Heat' Belastung induzierte nderungen in den Defektspektren von Volumenstörstellen. <dt.>
The changes of defect characteristics induced by accelerated lifetime tests on solar cells of the heterostructure ZnO/CdS/Cu(In,Ga)(S,Se)2/Mo are investigated. The fill factor and open-circuit voltage of non-encapsulated test cells are reduced after prolonged damp-heat treatment in the laboratory, leading to a reduced energy conversion efficiency. We subject non-encapsulated test cells to damp-heat exposure at 85C ambient temperature and 85% relative humidity for various time periods (6h-438h). We apply temperature-dependent capacitance-voltage measurements, admittance spectroscopy, and deep-level transient spectroscopy. We observe the presence of electronic defect states which showed an increasing activation energy due to damp-heat exposure. We conclude that the response originates from an energetically continuous distribution of defect states in the vicinity of the CdS/chalcopyrite interface. The increase in activation energy indicates a reduced band bending at the Cu(In,Ga)(S,Se)2 surface. We observe changes in the bulk defect spectra due to the damp-heat treatment as well. <engl.>
Birger Kollmeier; Hellmut von Specht; Volker Mellert
Deutsch
graph. Darst..
Hochschulschrift
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung und Erprobung eines elektrophysiologischen Verfahrens zur Abschätzung der Kanaltrennung bei Cochlea Implantaten (CI) mit Multielektrodenträger und der Faktoren, die die Kanaltrennung beeinflussen. Als Grundlage der Untersuchungen zur Kanaltrennung wurden die Refraktäreigenschaften des Hörnerven untersucht, insbesondere unter dem Aspekt geringer Interpulsabstände und niedriger Reizintensitäten. Der Einflu von verschiedenen Parametern auf die Kanaltrennung wurde experimentell ermittelt: Elektrodenabstand, Stimulationsmodus, Reizintensität. Die Ergebnisse ermöglichen die Abschätzung der Anzahl der unabhängigen Kanäle bei CI Patienten. Die experimentellen Befunde wurden mit Modellrechnungen eines räumlichen Nervenzellenmodells verglichen. Die Nervenzellen wurden durch ein modifiziertes Fitzhughmodell beschrieben. Die Ergebnisse zeigten gute bereinstimmung mit den von Effekten genutzt werden, die im Rahmen der gegenwärtigen CI-Systeme nicht experimentell untersucht werden können. <dt.>
The purpose of this study was to develop and validate an electrophysiological method for estimating channel separation of multichannel cochlear implants (CI) and the factors for improving channel separation. As a basis to understand channel separation in high-rate coding strategies the refractory properties of the auditory nerve were investigated, especially the influence of small interpulse intervals and low intensities. The influence of different parameters on channel separation was experimentally investigated: electrode distance, stimulation mode, stimulus intensity. The experimental results offer the possibility to estimate the individual number of independent channels in CI patients. The experimental results are confirmed by simulations with a spatial neuron model to study the excitation of action potentials due to electrical stimulation. Neuron units are described by a modified Fitzhugh model. The results showed general coincidence with the experimental findings and could be used to predict effects which may not be investigated within the given CI systems. <engl.>
Die Untersuchung der geänderten Defektcharakteristika, die durch beschleunigte Lebensdauertests von ZnO/CdS/Cu(In,Ga)(S,Se)2/Mo Dünnschichtsolarzellen verursacht werden, sind Ziel dieser Arbeit. Der Füllfaktor und die Leerlaufspannung von ungekapselten Testzellen werden durch eine künstliche Alterung im Labor verringert. Diese Alterung wird anhand des 'Damp-Heat' Tests durchgeführt, bei dem die ungekapselten Zellen Luft von 85C Temperatur und 85% relativer Luftfeuchtigkeit für verschiedene Zeitdauern (6h-438h) ausgesetzt werden. Zur Charakterisierung wenden wir temperaturabhängige Kapazitäts-Spannungsmessungen, Admittanzspektroskopie und Transiente Störstellenspektroskopie an. Wir beobachten elektronische Defektzustände, welche eine proportional zur Dauer der 'Damp-Heat' Belastung erhöhte Aktivierungsenergie aufweisen. Wir machen eine kontinuierliche Energieverteilung von Defektzuständen in der Nähe der CdS/Cu(In,Ga)(S,Se)2 Grenzfläche dafür verantwortlich. Die erhöhte Aktivierungsenergie deutet demnach auf eine Verminderung der Bandverbiegung an der Cu(In,Ga)(S,Se)2 Oberfläche hin. Zudem beobachten wir durch die 'Damp-Heat' Belastung induzierte Änderungen in den Defektspektren von Volumenstörstellen. <dt.>
The changes of defect characteristics induced by accelerated lifetime tests on solar cells of the heterostructure ZnO/CdS/Cu(In,Ga)(S,Se)2/Mo are investigated. The fill factor and open-circuit voltage of non-encapsulated test cells are reduced after prolonged damp-heat treatment in the laboratory, leading to a reduced energy conversion efficiency. We subject non-encapsulated test cells to damp-heat exposure at 85C ambient temperature and 85% relative humidity for various time periods (6h-438h). We apply temperature-dependent capacitance-voltage measurements, admittance spectroscopy, and deep-level transient spectroscopy. We observe the presence of electronic defect states which showed an increasing activation energy due to damp-heat exposure. We conclude that the response originates from an energetically continuous distribution of defect states in the vicinity of the CdS/chalcopyrite interface. The increase in activation energy indicates a reduced band bending at the Cu(In,Ga)(S,Se)2 surface. We observe changes in the bulk defect spectra due to the damp-heat treatment as well. <engl.>
Jürgen Parisi; Wolfram Wettling; Vladimir Dyakonov
Deutsch
130 S. Ill., graph. Darst. 30 cm.
HochschulschriftKonzentratorFotovoltaikSolarzelle
Konzentratorsysteme bieten eine Möglichkeit, um billigen Solarstrom zu erzeugen. In dieser Arbeit werden neben detaillierten Untersuchungen zu Serienwiderstandsverlusten in Konzentrator-Solarzellen zwei Konzepte untersucht. Zunächst wird der Fresnel-Linsen-Konzentrator präsentiert. Bei der Entwicklung wurden Langzeitstabilität und möglichst hohe Wirkungsgrade angestrebt. Im zweiten Teil wird eine Meßmethode für Module mit Tandemsolarzellen auf der Basis der Spektrometrischen Charakterisierung beschrieben. Danach wird der Linearkonzentrator mit zweiter Stufe vorgestellt. Bei einachsiger Nachführung wird dank dreidimensionaler Sekundärkonzentratoren eine Konzentration von 250 erreicht. Das Problem des Vergleichs anhand der bei Flachmodulen üblichen Kriterien wie Modulwirkungsgrad und auf die Ausgangsleistung bezogene Modulkosten (Euro/W P ) wird diskutiert. Für den Vergleich der beiden in dieser Arbeit untersuchten Systeme wird eine Reihe anderer Kriterien entwickelt. <dt.>
Concentrator systems provide an opportunity to produce cheap solar electricity. Among detailed examinations of the series resistance losses in concentrator solar cells two concepts are examined in this work. First of all the Fresnel lens concentrator is presented. During development long-time-stability and highest possible efficiency was aimed. In the second part a method for the outdoor-measurement of modules equipped with tandem solar cells on the basis of the Spectrometric Characterisation is described. Subsequently the linear concentrator with second stage is introduced. Due to three-dimensional secondaries a concentration of 250 is reached only with one-axis-tracking. The problem of comparison by means of criteria commonly used for flat plate modules like module efficiency and module costs based on output power (Euro/W P ) is discussed. For the comparison of the two concentrator systems examined in this work a set of different criteria is developed. <engl.>
Birger Kollmeier; Hellmut von Specht; Volker Mellert
Deutsch
XII, 117 S. graph. Darst. 30 cm.
Hochschulschrift
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung und Erprobung eines elektrophysiologischen Verfahrens zur Abschätzung der Kanaltrennung bei Cochlea Implantaten (CI) mit Multielektrodenträger und der Faktoren, die die Kanaltrennung beeinflussen. Als Grundlage der Untersuchungen zur Kanaltrennung wurden die Refraktäreigenschaften des Hörnerven untersucht, insbesondere unter dem Aspekt geringer Interpulsabstände und niedriger Reizintensitäten. Der Einfluß von verschiedenen Parametern auf die Kanaltrennung wurde experimentell ermittelt: Elektrodenabstand, Stimulationsmodus, Reizintensität. Die Ergebnisse ermöglichen die Abschätzung der Anzahl der unabhängigen Kanäle bei CI Patienten. Die experimentellen Befunde wurden mit Modellrechnungen eines räumlichen Nervenzellenmodells verglichen. Die Nervenzellen wurden durch ein modifiziertes Fitzhughmodell beschrieben. Die Ergebnisse zeigten gute Übereinstimmung mit den von Effekten genutzt werden, die im Rahmen der gegenwärtigen CI-Systeme nicht experimentell untersucht werden können. <dt.>
The purpose of this study was to develop and validate an electrophysiological method for estimating channel separation of multichannel cochlear implants (CI) and the factors for improving channel separation. As a basis to understand channel separation in high-rate coding strategies the refractory properties of the auditory nerve were investigated, especially the influence of small interpulse intervals and low intensities. The influence of different parameters on channel separation was experimentally investigated: electrode distance, stimulation mode, stimulus intensity. The experimental results offer the possibility to estimate the individual number of independent channels in CI patients. The experimental results are confirmed by simulations with a spatial neuron model to study the excitation of action potentials due to electrical stimulation. Neuron units are described by a modified Fitzhugh model. The results showed general coincidence with the experimental findings and could be used to predict effects which may not be investigated within the given CI systems. <engl.>
Diese Dissertation behandelt die Verarbeitung der Einhüllenden von Schallen im auditorischen System des Menschen. Es wird die i) Selektivität für Einhüllendenfrequenzen, ii) Kodierung der Modulationstiefe und die iii) Analyse von komplexen Modulationen mit psychoakustischen Methoden untersucht. Ein funktionelles Hörmodell wird vorgeschlagen, das die empirischen Daten erfolgreich beschreibt.Kapitel 1 bestimmt die Bandbreite und die Form auditorischer Modulationsfilter. Kapitel 2 untersucht die Rolle interner und externer Limitationen bei der Detektion und Diskrimination von Amplitudenmodulationen. In Kapitel 3 wird der Einfluss von Schwebungen zwischen Modulationen (Venelope-Fluktuationen) auf Modulationsmaskierungsexperimente untersucht. Kapitel 4 beleuchtet die der Extraktion der Venelope zugrunde liegenden Prozesse in Normal- und Kapitel 5 zeigt, dass die Frequenzselektivität im Einhüllendenfrequenzbereich eine 'wirkliche' spektrale Zerlegung der Einhüllenden widerspiegelt und es sich nicht um einen Prozess handelt, der auf verschiedene Wiederholraten der Einhüllenden abgestimmt ist. <dt.>
This thesis investigates the processing of the envelope of sounds in the human auditory system. Psychoacoustic methods are used to examine the i) envelope-frequency selectivity, ii) coding of amplitude-modulation depth, and the iii) analysis of complex modulations. A functional model of hearing is proposed that successfully accounts for the empirical data. Chapter 1 derives the bandwidth and the shape of auditory modulation filters in terms of a critical-band concept in the envelope-frequency domain. Chapter 2 addresses the role of internal and external limitations in amplitude-modulation detection and discrimination. In Chapter 3, the role of beats between modulations (venelope fluctuations) in modulation-masking experiments is examined. Chapter 4 further investigates the processes underlying the extraction of the venelope in the normal-hearing and sensorineural hearing-impaired auditory system. Chapter 5 shows that the frequency selectivity in the envelope-frequency domain reflects a 'true' limited-resolution spectral decomposition, and not a selective process tuned to different repetition rates of the envelope. <engl.>
Die Arbeit befasst sich mit der Herstellung und Analyse von CdTe-Solarzellen. Im ersten präparativen Teil dieser Arbeit stelle ich ein Verfahren vor, in dem das Aktivierungsmittel CdCl2 bzw. NaCl durch Aerosolbeschichtung homogen auf den CdTe-Absorber aufgetragen und zur Aktivierung benutzt wird. Des weiteren wird als Rückkontaktzwischenschicht mittels DC-Kathodenzerstäubung hergestelltes Sb2Te3 untersucht. Die bei 180C Substrattemperatur erhaltene Schicht ist als Kontaktzwischenschicht chemisch stabil und hat eine ausreichende Leitfähigkeit. Bei Raumtemperatur hergestellte Sb-Te-Schichten weisen eine neue Phase des Sb-Te-Materialsystems auf. Im zweiten Teil werden für die ungewöhnlichen Veränderungen der I/U-Kennlinienform durch Beleuchtung der CdTe- bzw. Cu(In,Ga)Se2-Solarzelle Modelle vorgestellt. Diese Modelle basieren auf der Kompensation der Dotierung des CdS bzw. CdTe durch tiefe Störzellen. Die Modelle wurden simuliert und mit gemessenen Daten verglichen. <dt.>
This work concerns with the production and analysis of CdTe solar cells. The first preparative part of this work deals with the activation of the CdTe solar cell. A procedure is shown how to cover the CdTe layer homogeniously with CdCl2 or NaCl via an aerosol deposition. Furthermore an intermediate back contact layer made of DC-sputtered Sb2Te3 is investigated. The intermediate back contact layer prepared at 180C substrate temperature is chemical stable and sufficient conducting. Sb-Te layers produced by room temperature show an unknown phase of the Sb-Te material system. In the second part I present models for the unusual change of the i/v-curve shapes due to illumination of the CdTe- and Cu(In,Ga)Se2-solar cells. These models are based on the compensation of the doping of CdS and CdTe with deep traps. They have been simulated and compared to the measured data. <engl.>
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit Phänomenen des Ladungstransports in Halbleitern im Temperaturbereich des flüssigen Heliums. Beim Anlegen eines kritischen elektrischen Feldes kommt es hierbei zum Effekt des Stoßionisationsdurchbruchs, welcher die Bildung von Stromfilamenten zur Folge hat. Als Material wird homogen dotiertes p-Germanium verwendet, das im Fall des Stoßionisationsdurchbruchs eine ungeheure Vielfalt an Verhaltensmustern zeigt. Im Zusammenhang mit der nichtlinearen Dynamik des Halbleitersystems ergab sich die Herausforderung, den Stoßionisationsdurchbruch in p-Germanium ohne störende Wärmestrahlung räumlich zu untersuchen. Um entsprechende Messungen durchführen zu können, wurde ein selbstgebautes Tieftemperatur-Raster-Laser-Mikroskop aufgebaut. Anhand der Ergebnisse läßt sich das dynamische Verhalten des Halbleiters anhand von Strom-Spannungs-Kennlinien, zeitlicher (spontane Oszillationen des Probenwiderstandes) als auch räumlicher (räumlich inhomogene Stromdichteverteilung - Stromfilamente) Strukturbildung verstehen. <dt.>
The extremely sensitiveness of the spontaneous formation of filamentary currentflow against infrared illumination which disturbs or even destroys the elementary process of impact ionization avalanche breakdown in the case of p-germanium, requires to shield the whole sample and the microscope against IR-illumination. As a consequence, the only possible solution of this problem is to incorporate the whole microscope, that means the laser diode, the deflection unit, and the focussing optics, inside an encapsulated sample stage and to immerse the whole apparatus into an cryostat, in order to cool down all components. We study the influence of the lattice temperature, additional IR-illumination, the intensity of the laser beam, and the influence of a transvers magnetic field on the behaviour of the sample. Here we see the extreme sensivity reaction to temperature of p-germanium. By measuring the current-voltage characteristics it is possible to get information about the critical temperature with respect to the oscillatory behaviour of the sample and the stability of the current filaments. The influence of the magnetic field on the structure geometry of the current filaments will be declared by using the dynamics of the charge carriers. <engl.>