Heinrich Christoph NEITZERT | FOTOVOLTAICO ED OPTOELETTRONICA

cod. 0622400008

FOTOVOLTAICO ED OPTOELETTRONICA

	0622400008
	DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
	CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
	INGEGNERIA ELETTRONICA
	2018/2019

PERCORSO COMUNE Coorte 2017/2018

	OBBLIGATORIO
	ANNO CORSO 2
	ANNO ORDINAMENTO 2016
	PRIMO SEMESTRE

MODULI

	SSD	CFU	ORE	ATTIVITÀ	TIPO DI ATTIVITÁ FORMATIVA
	ING-INF/01	9	90	LEZIONE	CARATTERIZZANTE

DOCENTI

HEINRICH CHRISTOPH NEITZERT T Curriculum

	Obiettivi
	L'insegnamento amplia le conoscenze sul trasporto elettronico nei semiconduttori con riguardo alle eterostrutture ed alle strutture quantistiche e introduce le proprieta' ottiche di vari materiali semiconduttivi. Sulla base di questi fondamenti vengono introdotti i dispositivi optoelettronici fondamentali ed illustrate le applicazioni di tali dispositivi. Alla fine del corso lo studente: conoscera' le principali interazioni tra luce e la materia. conoscera' le classi dei materiali piu' importanti per applicazioni nell’optoelettronica. conoscera' il funzionamento dei principali dispositivi optoelettronici. imparera' a saper scegliere gli appropriati materiali e dispositivi per lo sviluppo di progetti per l' optoelettronica e per il fotovoltaico. imparera’ ad estrare parametri caratteristici di dispositivi optolettronici tramite misure elettro-ottiche, svillupate nelle esercitazioni in laboratorio. svilupperà semplici applicazioni di dispositivi optoelettronici, come sensori e sistemi di trasmissione dati su fibra ottica. sara' in grado di caratterizzare celle e panelli solari di varie tecnologie ed estrapolare i parametri più importanti. imparera' a progettare e testare un semplice sistema fotovoltaico. Abilita' comunicative essere in grado di descrivere, in forma orale e scritta, in modo corretto, chiaro e sintetico e con proprietà di linguaggio le conoscenze acquisite, i risultati dei calcoli eseguiti e le esperienze svolte in laboratorio Capacità di apprendere saper approfondire gli argomenti presentati durante il corso utilizzando materiale diverso da quello proposto

L'insegnamento amplia le conoscenze sul trasporto elettronico nei semiconduttori con riguardo alle eterostrutture ed alle strutture quantistiche e introduce le proprieta' ottiche di vari materiali semiconduttivi. Sulla base di questi fondamenti vengono introdotti i dispositivi optoelettronici fondamentali ed illustrate le applicazioni di tali dispositivi.

Alla fine del corso lo studente:
conoscera' le principali interazioni tra luce e la materia.
conoscera' le classi dei materiali piu' importanti per applicazioni nell’optoelettronica.
conoscera' il funzionamento dei principali dispositivi optoelettronici.

imparera' a saper scegliere gli appropriati materiali e dispositivi per lo sviluppo di progetti per l' optoelettronica e per il fotovoltaico.

imparera’ ad estrare parametri caratteristici di dispositivi optolettronici tramite misure elettro-ottiche, svillupate nelle esercitazioni in laboratorio.

svilupperà semplici applicazioni di dispositivi optoelettronici, come sensori e sistemi di trasmissione dati su fibra ottica.

sara' in grado di caratterizzare celle e panelli solari di varie tecnologie ed estrapolare i parametri più importanti.

imparera' a progettare e testare un semplice sistema fotovoltaico.

Abilita' comunicative
essere in grado di descrivere, in forma orale e scritta, in modo corretto, chiaro e sintetico e con proprietà di linguaggio le conoscenze acquisite, i risultati dei calcoli eseguiti e le esperienze svolte in laboratorio

Capacità di apprendere
saper approfondire gli argomenti presentati durante il corso utilizzando materiale diverso da quello proposto

	Prerequisiti
	Conoscenza dei principali dispositivi elettronici e conoscenza di base della fisica dello stato solido.

	Contenuti
	- INTERAZIONE LUCE-MATERIA. PROPRIETA' OTTICHE ED ELETTRONICHE DEI SEMICONDUTTORI. PROCESSI RADIATIVI NEI SEMICONDUTTORI.(teo:7ore, ese: 2ore) - MATERIALI E TECNICHE DI CRESCITA PER COMPONENTI OPTOELETTRONICI. (teo: 7ore) - TEORIA DELLA ETEROGIUNZIONE ED INTRODUZIONE ALLA TEORIA DI STRUTTURE QUANTISTICHE. (teo: 8ore, ese: 2ore) - FOTOEMETTITORI: LED, LASER, AMPLIFICATORI OTTICI. (teo: 6ore, ese: 1ora, lab: 6ore) - FOTORILEVATORI: FOTOCONDUTTORI, FOTODIODI, FOTODIODI A VALANGA E FOTOTRANSISTORI. (teo: 6ore, ese: 1ora, lab: 6ore) - MODULATORI ELETTROOTTICI E FOTONICI. (teo: 3ore) - INTRODUZIONE NEL CONCETTO DELL’ENERGIA FOTOVOLTAICA. CONFRONTO CON ALTRE FORME DI GENERAZIONE DI ENERGIA ELETTRICA (teo: 9ore, ese: 1ora) - MATERIALI E CELLE FOTOVOLTAICHE: MATERIALI PER APPLICAZIONI FOTOVOLTAICHE. CELLE FOTOVOLTAICHE DI TIPO PN ED PIN. CELLE BASATE SULLE ETEROGIUNZIONI. IL CONCETTO DELLA CELLA A MULTIGIUNZIONE. (teo: 6ore, ese: 2ore) - CARATTERIZZAZIONE DI PANNELLI SOLARI: CARATTERISTICA CORRENTETENSIONE DELLA CELLA SOLARE. LA RISPOSTA SPETTRALE. ELETTRO- E FOTOLUMINESCENZA (teo: 4ore, lab: 6ore) - CIRCUITI ELETTRONICI PER IL FOTOVOLTAICO e PER L'OPTOELETTRONICA: MPPT-TRACKING, "MANAGING" DEL IMMAGAZZINAMENTO DELL' ENERGIA ELETTRICA , INTERFACCIAMENTO DI FOTORIVELATORI ED EMETTITORI, TRANSISTORI AD ALTA FREQUENZA (HBT, HEMT, MESFET) (teo: 4ore, lab: 3ore)

Contenuti

- INTERAZIONE LUCE-MATERIA. PROPRIETA' OTTICHE ED ELETTRONICHE DEI SEMICONDUTTORI. PROCESSI RADIATIVI NEI SEMICONDUTTORI.(teo:7ore, ese: 2ore)
- MATERIALI E TECNICHE DI CRESCITA PER COMPONENTI OPTOELETTRONICI.
(teo: 7ore)
- TEORIA DELLA ETEROGIUNZIONE ED INTRODUZIONE ALLA TEORIA DI STRUTTURE QUANTISTICHE. (teo: 8ore, ese: 2ore)
- FOTOEMETTITORI: LED, LASER, AMPLIFICATORI OTTICI.
(teo: 6ore, ese: 1ora, lab: 6ore)
- FOTORILEVATORI: FOTOCONDUTTORI, FOTODIODI, FOTODIODI A VALANGA E FOTOTRANSISTORI.
(teo: 6ore, ese: 1ora, lab: 6ore)
- MODULATORI ELETTROOTTICI E FOTONICI. (teo: 3ore)
- INTRODUZIONE NEL CONCETTO DELL’ENERGIA FOTOVOLTAICA. CONFRONTO CON ALTRE FORME DI GENERAZIONE DI ENERGIA ELETTRICA (teo: 9ore, ese: 1ora)
- MATERIALI E CELLE FOTOVOLTAICHE: MATERIALI PER APPLICAZIONI FOTOVOLTAICHE. CELLE FOTOVOLTAICHE DI TIPO PN ED PIN. CELLE BASATE SULLE ETEROGIUNZIONI. IL CONCETTO DELLA CELLA A MULTIGIUNZIONE.
(teo: 6ore, ese: 2ore)
- CARATTERIZZAZIONE DI PANNELLI SOLARI: CARATTERISTICA CORRENTETENSIONE DELLA CELLA SOLARE. LA RISPOSTA SPETTRALE. ELETTRO- E FOTOLUMINESCENZA (teo: 4ore, lab: 6ore)
- CIRCUITI ELETTRONICI PER IL FOTOVOLTAICO e PER L'OPTOELETTRONICA: MPPT-TRACKING, "MANAGING" DEL IMMAGAZZINAMENTO DELL' ENERGIA ELETTRICA , INTERFACCIAMENTO DI FOTORIVELATORI ED EMETTITORI, TRANSISTORI AD ALTA FREQUENZA (HBT, HEMT, MESFET) (teo: 4ore, lab: 3ore)

	Metodi Didattici
	L'insegnamento prevede lezioni teoriche (60 ore), esercitazioni in aula (10 ore) ed esercitazioni in laboratorio (20 ore). Le esercitazioni in aula hanno lo scopo di illustrare gli aspetti applicativi degli argomenti presentati nelle lezioni teoriche. Lo svolgimento del problema è curato dal docente e tende a stimolare nell’allievo: •l’individuazione della metodologia di analisi e delle relazioni analitiche da utilizzare; •la scelta della soluzione ottimale del problema •la metodologia da seguire per una presentazione chiara dello svolgimento del problema. Le esercitazioni di laboratorio hanno lo scopo di: •consentire allo studente l’uso di componenti e strumentazione a microonde; •presentare alcune tecniche di caratterizzazione di componenti a microonde; •cimentarsi a lavorare in gruppo •impegnarsi a stilare relazioni tecniche.

Metodi Didattici

L'insegnamento prevede lezioni teoriche (60 ore), esercitazioni in aula (10 ore) ed esercitazioni in laboratorio (20 ore).

Le esercitazioni in aula hanno lo scopo di illustrare gli aspetti applicativi degli argomenti presentati nelle lezioni teoriche. Lo svolgimento del problema è curato dal docente e tende a stimolare nell’allievo:
•l’individuazione della metodologia di analisi e delle relazioni analitiche da utilizzare;
•la scelta della soluzione ottimale del problema
•la metodologia da seguire per una presentazione chiara dello svolgimento del problema.

Le esercitazioni di laboratorio hanno lo scopo di:
•consentire allo studente l’uso di componenti e strumentazione a microonde;
•presentare alcune tecniche di caratterizzazione di componenti a microonde;
•cimentarsi a lavorare in gruppo
•impegnarsi a stilare relazioni tecniche.

	Verifica dell'apprendimento
	L' esame prevede una prova orale alla fine del corso o in alternativa 2 prove intracorso scritte ed una relazione sui risultati delle esercitazioni in laboratorio. La prima prova scritta avra ad oggetto l'optoelettronica e la seconda prova scritta il fotovoltaico. La votazione della relazione delle esercitazioni si basa sulla qualita' e sulla presentazione della relazione e sulla capacita' di rispondere in maniera critica alle domande della commissione. Le due prove scriite intracorso insieme alla relazione di laboratorio sono esonerative della prova orale. In questo caso contribuiscono in modo eguale al voto finale.

Verifica dell'apprendimento

L' esame prevede una prova orale alla fine del corso o in alternativa 2 prove intracorso scritte ed una relazione sui risultati delle esercitazioni in laboratorio. La prima prova scritta avra ad oggetto l'optoelettronica e la seconda prova scritta il fotovoltaico. La votazione della relazione delle esercitazioni si basa sulla qualita' e sulla presentazione della relazione e sulla capacita' di rispondere in maniera critica alle domande della commissione. Le due prove scriite intracorso insieme alla relazione di laboratorio sono esonerative della prova orale. In questo caso contribuiscono in modo eguale al voto finale.

	Testi
	PALLAB BHATTACHARYA, "SEMICONDUCTOR OPTOELECTRONIC DEVICES", PRENTICE HALL (1994) - DATASHEET E DISPENSE DISTRIBUITE A CURA DEL DOCENTE

BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2019-10-21]

Heinrich Christoph NEITZERT | FOTOVOLTAICO ED OPTOELETTRONICA