Et eksempel fra STX 3.g
SRP om Solceller i Fysik A og Kemi B
Se, hvordan en færdig opgave er bygget op. Brug den til at forstå form, struktur og faglige valg.
Om opgaven
Opgaven er skrevet af en elev i STX 3.g i SRP, Fysik A, Kemi B og fylder 30 sider. Navne og andre personoplysninger er fjernet. Brug den til at se, hvordan opgaven er bygget op, og hvilke valg eleven har truffet undervejs. Den kan ikke afleveres som din egen: teksten ligger åbent på nettet og fanges af plagiatkontrollen.
Opgavens overskrifter
- Introduktion
- Halvledere
- De grundlæggende principper
- Eksitering fra valensbåndet til ledningsbåndet
- Direkte og indirekte båndgab
- Elektrisk ledning gennem ledningsbåndet
- Ledere, halvledere og isolatorer
- Indbygning af elektrisk felt
- Solcellens virkemåde
- Problemet ved det fotoelektriske løsrivningsarbejde
- Refleksion af solens stråler
- Typer af solceller
- Monokrystallinske solceller
- Polykrystallinske solceller
- ”Thin-film” solceller
- Flerlags solceller
- Eksperimentelt arbejde
- Karakteristik af solceller
- Lille solcelle
- Solpanel
- Sammenligning med ækvivalentdiagram
- STX 3.g
- Indfaldsvinkel
- Optimering af solcellen
- Fremskridt inden for halvlederteknologi
- Optimering af vinklen til solen
- Solens retning – solens højde og azimut
- Konklusion
- Litteratur
Uddrag fra opgaven
Stefan Micheelsen Side 2 af 30
ntroduktion
I en verden hvor miljøet stadig spiller en større rolle er vedvarende energikilder vigtige. Der findes atomenergi, vindenergi, solenergi og mange andre lovende nye teknologier. Markedet er stort men teknologien er ofte stadig dyr i forhold til effektiviteten. De allerede tilgængelige, men beskidte, teknologier er meget billigere end de nye, men rene, teknologier. Forskning på området er derfor vigtig for at kunne udbrede de rene teknologier for at skåne miljøet. Bedre og billigere produkter vil få forbrugerne til at vælge miljørigtigt. Denne rapport vil beskæftige sig med solceller og optimeringen af disse. Den vil tage afsæt i teorien bag solceller og derudfra undersøge hvordan man kan optimere solcellens effektivitet. Rapporten vil bygge på tre eksperimenter der undersøger solcellens virkemåde. Eksperimenterne vil undersøge solcellens karakteristik, dens reaktion på lysets intensitet og dens reaktion på forskellige vinkler. Slutteligt vil rapporten forsøge at behandle mulige optimeringsmetoder for solceller.
Halvledere
En solceller er et halvlederkomponent i familie med dioder, der er i stand til at omdanne lysets energi i solens lys til elektrisk energi. For at forstå solceller må man først have kendskab til halvledere og deres egenskaber. For så at forstå halvledere må man først forstå den grundlæggende atomfysik.
De grundlæggende principper
Et atom beskrives som en kerne med positiv ladning med en mængde negativt ladede elektroner uden om sig. Tilsammen har kernen og elektronerne en udadtil neutral ladning. Elektronerne er placeret i såkaldte skaller, som hver har et bestemt energiniveau. De skaller der er placeret nærmest kernen har højst energi, og skallen længst fra, kaldet valensskallen, har mindst energi. Antallet af elektroner i de indre skaller er forskelligt fra skal til skal, således at der i inderste skal kan være to, i anden skal 8, i den næste skal 18 osv. Valensskallen derimod er begrænset til at kunne indeholde maksimalt 8 elektroner, og antallet i denne skal bestemmer en lang række egenskaber for atomet, blandt andet stoffets evne til at kunne indgå i reaktioner med andre stoffer. Oven over valensskallen findes eksiteringsniveauet, som er et energiniveau, hvor elektronerne kan bevæge sig frit rundt. Det er her de kan tjene som ladningsbærere og give stoffet lederegenskaber. Eksiteringsniveuaet bliver I Stefan Micheelsen Side 3 af 30 besat af elektroner der får tilført tilstrækkelig energi. Denne energi er betegnet på diagrammerne som Eg og kaldes stoffets båndgab.
Når atomerne danner forbindelser med andre stoffer vil de omtalte energiniveauer …
Uddraget er læst maskinelt fra elevens PDF, så enkelte ord kan stå forkert. Hele opgaven står herunder.