| dc.date.accessioned | 2024-03-27T08:49:28Z | |
| dc.date.available | 2024-03-27T08:49:28Z | |
| dc.date.issued | 2024 | |
| dc.identifier | doi:10.17170/kobra-202403229850 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/123456789/15608 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.rights | Urheberrechtlich geschützt | |
| dc.rights.uri | https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/ | |
| dc.subject | MEMS based smart windows | eng |
| dc.subject | micromirror arrays | eng |
| dc.subject | C-V measurements | eng |
| dc.subject | Amplitude Modulation Response (AMR) | eng |
| dc.subject | relaibility | eng |
| dc.subject | lifetime testing | eng |
| dc.subject | MEMS-basierte intelligente Fenster | ger |
| dc.subject | Mikrospiegel-Arrays | ger |
| dc.subject | C-V-Messungen | ger |
| dc.subject | Amplitude Modulation Response (AMR) | ger |
| dc.subject | Zuverlässigkeit | ger |
| dc.subject | Lebensdauertests | ger |
| dc.subject.ddc | 530 | |
| dc.title | Static and Dynamic Characterization of MEMS Micromirror and Microshutter arrays: Reliability and Lifetime | eng |
| dc.type | Dissertation | |
| dcterms.abstract | Buildings are responsible for 40 % of the primary energy consumption and 36 % of the total CO2 emissions. There is a huge potential to decrease energetic consumption for lighting and heating/cooling by substituting the 85 % of inefficient glazing areas in EU’s buildings with energy efficient smart glazing windows. A micro-electro-mechanical system (MEMS) based smart glazing system comprising of millions of micro mirrors (invisible to the bare eye) is investigated here. This concept allows dynamic light steering by reflecting (instead of absorbing) the incoming sunlight according to user actions, sun positions, and daytime-/seasons- variable requirements, providing a tailored and personalized lighting inside the building. This enables free solar heat in winter, overheating prevention in summer and utilization of healthy natural daylight for illumination, leading to huge energy saving (up to 35 %) and massive CO2 reduction (up to 30 %) as well as saving of 10 % steel and concrete in high-rise buildings. Such a smart window with integrated micromirrors is beyond the current state-of-the-art (fast, automatic, and personalized daylight utilization, no overheating, extremely low energy consumption, sustainable and long-lasting materials, cost-efficient), and can be easily implemented in new and as well as old/existing buildings. This technology has the potential to play a key role in future smart green cities with huge economic, social, and environmental benefits. The focus of this work is electrical characterization of the micromirror arrays using measurements such as amplitude modulation response and capacitance-voltage characteristics, along with reliability and lifetime studies of micromirror arrays | eng |
| dcterms.abstract | Gebäude sind für 40% des Primärenergie-Verbrauchs und für 36% der gesamten CO2 Emissionen verantwortlich. Dabei gibt es ein enormes Potenzial, den Gebäudeenergieverbrauch zu reduzieren, dadurch, dass 85% der existierenden ineffizienten Verglasungen im Gebäudebestand der EU durch energieeffiziente Fenster auf der Basis von Smart Glass zu ersetzen. In dieser Arbeit wird ein MEMS-basiertes „Smart Fenster“ Konzept untersucht, was auf Millionen von Mikrospiegeln besteht (unsichtbar für das bloße Auge). Dieses Konzept ermöglicht eine dynamische Lichtlenkung durch Reflektion (statt Absorption) des einfallenden Sonnenlichts, das einfallende Sonnenlicht wird gemäß den Aktivitäten der Nutzer im Raum, dem Sonnenstand, und den Tages- und Jahreszeiten-gemäßen Erfordernissen von den Spiegeln reflektiert und damit eine personalisierte Lichtlenkung im Gebäude erzielt. Das ermöglicht kostenlose solare Wärme im Winter, Überhitzungs-Schutz im Sommer, und die maximale Verfügbarkeit von gesundem Tageslicht. Das führt zu großen Energieeinsparungen (bis zu 35%), massiver CO2 Reduktion (bis zu 30%) und durch schlankere Bauweise dem Einsparen von Stahl und Beton bis zu 10%, besonders in hohen Gebäuden. So ein smartes Fenster mit integrierten Mikrospiegeln ist weit jenseits aktuelle Stand der Technik angesiedelt (schnell, automatische und personalisierte Tageslichtnutzung, keine Überhitzung, geringer Energieverbrauch, nachhaltige und lang haltbare Materialien, kosten-effizient), und kann in neuen als auch alten Gebäuden genutzt werden. Diese Technologie hat das Potenzial eine Schlüsselrolle in zukünftigen „Smart Green Cities“ zu spielen mit enormen wirtschaftlichen, sozialen und umwelttechnischen Vorteilen. Dieser Arbeit fokussiert auf der elektrischen Charakterisierung der Mikrospiegel Arrays mit Messungen wie Amplituden-Modulations-Antwort und Kapazitäts-Spannungs-Charakteristiken sowie auf Zuverlässigkeits- und Lebensdauerstudien von Mikrospiegel Arrays. | ger |
| dcterms.accessRights | open access | |
| dcterms.creator | Khan, Muhammad Mohsin | |
| dcterms.dateAccepted | 2022-03-28 | |
| dcterms.extent | viii, 102 Seiten | |
| dc.contributor.corporatename | Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Elektrotechnik / Informatiik | |
| dc.contributor.referee | Hillmer, Hartmut (Prof. Dr.) | |
| dc.contributor.referee | Börcsök, Josef (Prof. Dr.) | |
| dc.subject.swd | MEMS | ger |
| dc.subject.swd | Mikrosystemtechnik | ger |
| dc.subject.swd | Array | ger |
| dc.subject.swd | Amplitudenmodulation | ger |
| dc.subject.swd | Glass | ger |
| dc.subject.swd | Zuverlässigkeit | ger |
| dc.subject.swd | Lebensdauer | ger |
| dc.subject.swd | Energiebewusstes Bauen | ger |
| dc.type.version | publishedVersion | |
| kup.iskup | false | |
| ubks.epflicht | true | |
