FOTOVOLTAICO ED OPTOELETTRONICA

Ingegneria Elettronica FOTOVOLTAICO ED OPTOELETTRONICA

0622400008
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
INGEGNERIA ELETTRONICA
2022/2023



OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2018
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
990LEZIONE
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

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


  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2022-11-30]