Wissenschaftsmagazin mit den Beiträgen: Kampf dem Stau, Die künstliche Nase, Die Macht der Maschinen (Falk Rieß zur Physik im 19. Jahrhundert), Biotop der Roboter und Porträt: Hans Moravec.
Der Übergang von der laminaren ebenen Couette-Strömung in den Intermittenzbereich wird im Rahmen einer 108-dimensionalen Galerkindarstellung in Orr-Sommerfeld- und Squire-Moden untersucht. Im Reynoldzahlbereich 325<= R <= 350 wird ein deutliches Übergangsverhalten gefunden; des weiteren wird auch die sensitive Abhängigkeit von den Anfangsbedingungen im Intermittenzbereich bestätigt, die kürzlich von Schmiegel und Eckhardt [Phys. Rev. Lett. 79 (1997)] in einem deutlich höherdimensionalen System gefunden wurde. Als Kernpunkt wird die Energietransfererhaltung der nichtlinearen Terme durch eine Renormalisierung der nichtlinearen Koeffizienten des Galerkinsystems erzwungen. Dies hat zur Folge, daß keine unbeschränkten Lösungen mehr auftreten. Überraschend wurden weitere Konsistenzbedingungen in den Termen zweiter Ordnung der zeitlichen Ableitung der kinetischen Energie gefunden. Die Einbeziehung dieser Bedingungen in die Renormalisierung führte zu einer quantitativ guten Erfüllung der Energiebalancen. <dt.>
The transition from laminar plane Couette flow to intermittency is studied within a 108-dimensional Galerkin representation of Orr-Sommerfeld and Squire modes. A distinct transient behaviour is found in the Reynolds number region 325<= R <= 350. The results also confirm the sensitive dependence on initial conditions in the intermittency regime as recently found in a higher-dimensional function space [Schmiegel and Eckhardt, Phys. Rev. Lett. 79 (1997)]. As a crucial point, the conservation of the overall energy transfer rate is rigorously implemented by renormalizing the nonlinear coefficients of the Galerkin system. As a consequence, there are no runaway trajectories in the cut-off system considered. Surprisingly, further consistency conditions were found in the quadratic terms of the time derivative of the kinetic energy. After they have been taken into account by the renormalization, a quantitatively good fulfillment of the energy balances is achieved. <engl.>
Untersucht werden reversible Relaxationsphänomene mit großen Relaxationszeiten (einige Stunden bei 300K) im elektrischen Transport von p-leitenden CIGS-Schichten und ZnO/CdS/CIGS-Solarzellen. Ein wichtiger Effekt ist die Voc-Relaxation der Zellen, d.h. der langsame Anstieg der Leerlaufspannung (Voc) unter konstanter Beleuchtung. Die Phänomene werden auf eine gemeinsame Ursache zurückgeführt, nämlich eine große Gitterrelaxation im CIGS, die zum persistenten Einfang von Überschusselektronen führt. In den Schichten führt dies zu persistenter Photoleitung. In der Raumladungszone (RLZ) der Zellen stellen die gefangenen Elektronen eine zusätzliche Raumladung dar. Es wird ein quantitatives Modell entwickelt, das die Konsequenzen einer solchen Zusatzladung auf den elektrischen Transport vorhersagt. Mit diesem Modell wird die Verbindung zwischen den Relaxationsphänomenen quantitativ bestätigt. Außerdem zeigt sich, dass Volumenrekombination in der RLZ der dominante Verlustpfad in den Zellen ist. <dt.>
Reversible relaxation phenomena with large relaxation time (many hours at 300K) in the electronic transport of p-type CIGS thin films and ZnO/CdS/CIGS solar cells are investigated. An important effect is the open circuit voltage relaxation in the solar cells, i.e. the slow increase in the open circuit voltage under constant illumination. The relaxation phenomena are shown to have one common origin, namely a large lattice relaxation in the CIGS which leads to persistent trapping of excess electrons. In thin films this leads to persistent photoconductivity. In the space charge region (SCR) of the solar cells the trapped electrons represent an additional space charge. A quantitative model is developed which describes the impact of such an additional charge on the electronic transport. Using this model the connection between the relaxation phenomena is quantitatively confirmed. Furthermore, it is shown that volume recombination in the SCR is the dominant loss mechanism in the solar cells. <engl.>