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FOTOVOLTAICO ED OPTOELETTRONICA

Heinrich Christoph NEITZERT FOTOVOLTAICO ED OPTOELETTRONICA

0622400008
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA ELETTRONICA
2024/2025



OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2018
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
990LEZIONE
HEINRICH CHRISTOPH NEITZERT T Curriculum
Obiettivi
Il corso amplia le conoscenze sul trasporto elettronico nei semiconduttori con riguardo alle eterostrutture e introduce le proprietà ottiche di vari materiali semiconduttivi. Sulla base di questi fondamenti vengono introdotti i dispositivi optoelettronici fondamentali ed illustrate le applicazioni di tali dispositivi.
Conoscenza e capacità di comprensione Interpretare i datasheet di dispositivi optoelettronici e di celle fotovoltaiche ed applicare tale conoscenza alla realizzazione di circuiti elettronici per l’optoelettronica.
Conoscere i principali metodi di fabbricazione dei dispositivi optoelettronici ed essere in grado di realizzare un semplice sistema completa per la trasmissione dati via fibra-ottica.
Conoscere le fonti di rumore nei componenti e nei circuiti elettronici.
Capacità di applicare conoscenza e comprensioneComprensione della terminologia utilizzata nell’ambito dell’optoelettronica e del fotovoltaico. Conoscenza dei principali dispositivi e dei metodi di caratterizzazione di tali dispositivi e dei materiali attivi.
Autonomia di giudizio
Saper individuare i dispositivi più appropriati per progettare circuiti per l’optoelettronica e proporre le soluzioni adatte per la realizzazione di un semplice sistema completa per la trasmissione dati via fibra-ottica.
Abilità comunicative Saper lavorare in gruppo, approfondendo un argomento insieme in piccoli gruppi e comunicandolo successivamente in una breve relazione agli altri partecipanti al corso.
Capacità di apprendimento
Saper applicare le conoscenze acquisite in contesti differenti da quelli presentati durante il corso, ed approfondire gli argomenti trattati usando materiali diversi da quelli proposti.
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: 2 ORE)
- MATERIALI E TECNICHE DI CRESCITA PER COMPONENTI OPTOELETTRONICI.
(TEO: 7 ORE)
- TEORIA DELLA ETEROGIUNZIONE ED INTRODUZIONE ALLA TEORIA DI STRUTTURE QUANTISTICHE. (TEO: 8 ORE, ESE: 2 ORE)
- FOTOEMETTITORI: LED, LASER, AMPLIFICATORI OTTICI.
(TEO: 6 ORE, ESE: 1 ORA, LAB: 6 ORE)
- FOTORILEVATORI: FOTOCONDUTTORI, FOTODIODI, FOTODIODI A VALANGA E FOTOTRANSISTORI.
(TEO: 6 ORE, ESE: 1 ORA, LAB: 6 0RE)
- MODULATORI ELETTROOTTICI E FOTONICI. (TEO: 3 ORE)
- INTRODUZIONE NEL CONCETTO DELL’ENERGIA FOTOVOLTAICA. CONFRONTO CON ALTRE FORME DI GENERAZIONE DI ENERGIA ELETTRICA (TEO: 9 ORE, ESE: 1 ORA)
- 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: 6 ORE, ESE: 2 ORE)
- CARATTERIZZAZIONE DI PANNELLI SOLARI: CARATTERISTICA CORRENTETENSIONE DELLA CELLA SOLARE. LA RISPOSTA SPETTRALE. ELETTRO- E FOTOLUMINESCENZA (TEO: 4 ORE, LAB: 6 ORE)
- CIRCUITI ELETTRONICI PER IL FOTOVOLTAICO E PER L'OPTOELETTRONICA: MPPT-TRACKING,, INTERFACCIAMENTO DI FOTORIVELATORI ED EMETTITORI, RUMORE IN SISTEMI DI TRASMISSIONE DATI, TRANSISTORI AD ALTA FREQUENZA (HBT, HEMT, MESFET) (TEO: 4 ORE, LAB: 3 ORE)





Metodi Didattici
L'INSEGNAMENTO PREVEDE LEZIONI TEORICHE (60 ORE), ESERCITAZIONI IN AULA (9 ORE) ED ESERCITAZIONI IN LABORATORIO (21 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 PER L'OPTOELETTRONICA ;
•PRESENTARE ALCUNE TECNICHE DI CARATTERIZZAZIONE DI COMPONENTI OPTOELETTRONICI E CELLE SOLARI;
•CIMENTARSI A LAVORARE IN GRUPPO
•IMPEGNARSI A STILARE RELAZIONI TECNICHE.
Verifica dell'apprendimento
IL RAGGIUNGIMENTO DEGLI OBIETTIVI DELL'INSEGNAMENTO È CERTIFICATO MEDIANTE IL SUPERAMENTO DI UN ESAME CON VALUTAZIONE IN TRENTESIMI (IL LIVELLO MINIMO DI SUPERAMENTO CORRISPONDE A "18" ED IL MASSIMO A "30 E LODE"), CHE PREVEDE UNA SINGOLA PROVA ORALE, DELLA DURATA INDICATIVA MEDIA DI 30 MINUTI, E FINALIZZATA A VERIFICARE: 1) L'APPRENDIMENTO DEGLI ARGOMENTI TRATTATI NELLE ORE DI DIDATTICA FRONTALE; 2) IL CONTRIBUTO AL PROGETTO DI GRUPPO REALIZZATO SU UN ARGOMENTO ASSEGNATO DAL DOCENTE; 3) LA CAPACITÀ DI ESPOSIZIONE DEGLI ARGOMENTI AFFRONTATI; 4)L' AUTONOMIA DI GIUDIZIO NEL PROPORRE LA SOLUZIONE E NELLA PROGETTAZIONE DI UN SISTEMA OPTOELETTRONICO.
PIÙ IN DETTAGLIO, LA PROVA ORALE PREVEDE TRE DOMANDE: LA PRIMA RIGUARDANTE IL PROGETTO REALIZZATO E LE ALTRE DUE A SECONDA SUGLI ARGOMENTI AFFRONTATI DURANTE LE LEZIONI FRONTALI IN GENERE UNA SULL'OPTOELETTRONICA E L'ALTRA SUL FOTOVOLTAICO.
DURANTE IL CORSO SONO PREVISTE PROVE PARZIALI ESONERATIVE.
PER IL SUPERAMENTO DELL'ESAME È NECESSARIO RAGGIUNGERE LA SUFFICIENZA
SIA NELLA VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO DEGLI ARGOMENTI TRATTATI CHE NELLA VERIFICA DEL PROGETTO DI LABORATORIO ASSEGNATO.
LO STUDENTE RAGGIUNGE IL LIVELLO DI ECCELLENZA SE IL SISTEMA OPTOELETTRONICO REALIZZATO PRESENTA SOLUZIONI INNOVATIVE E DURANTE LA PROVA ORALE DIMOSTRA LA PIENA CONOSCENZA DEGLI ARGOMENTI SUI QUALI È STATO INTERROGATO.


Testi

PALLAB BHATTACHARYA, "SEMICONDUCTOR OPTOELECTRONIC DEVICES", PRENTICE HALL (1994)

- DATASHEET E DISPENSE DISTRIBUITE A CURA DEL DOCENTE


Altre Informazioni
IL CORSO E' TENUTO IN LINGUA ITALIANA.
Orari Lezioni

  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2024-11-18]