Wyniki 1-9 spośród 9 dla zapytania: authorDesc:"Tomasz Stapiński"

Amorficzne warstwy uwodornione typu a-Si:C:H oraz a-Si:N:H do zastosowań w ogniwach słonecznych jako pokrycia antyrefleksyjne


  Jednym z najistotniejszych czynników, które mają wpływ na sprawność ogniwa, jest wartość współczynnika odbicia światła od jego powierzchni. Efekt zminimalizowania współczynnika odbicia uzyskuje się poprzez nakładanie warstwy antyrefleksyjnej (ARC - AntiReflective Coating) na powierzchnię ogniwa. Warstwy antyrefleksyjne otrzymuje się wykorzystując różne techniki: nakładanie metodami CVD, rozpylanie roztworu (spray), rozwirowywanie emulsji (spin-on), sitodruk [1]. Metoda PECVD umożliwia otrzymanie warstw o bardzo dobrych parametrach takich jak: współczynnik załamania, przerwa wzbroniona, duża jednorodność, skład chemiczny, kontrolowana grubość. Powierzchnię płytki krzemowej pokrywa się jedną lub dwoma warstwami antyrefleksyjnymi. Jako materiały na ARC stosuje się: TiO2 (n=2,3), Si3N4 (n=1,9), SnxOx, ZnS, MgF2, Ta2O5 (n=2,1…2,3), SiO2 (n=1,4…1,5), a w ostatnich latach do tego zastosowania testuje się także warstwy amorficzne. Bardzo popularną w ostatnich latach warstwą antyrefleksyjną jest amorficzny azotek krzemu a-SiNx, który bardzo dobrze sprawdza się jako warstwa pasywująca powierzchnię krzemu [2-4], a jego współczynnik załamania mieści się w przedziale 1,7…2,3. Poszukiwanie amorficznych materiałów do tego typu zastosowań bierze się stąd, że temperatura ich otrzymywania jest znacznie niższa w stosunku do materiałów krystalicznych. Poza tym amorficzne warstwy charakteryzują się bardzo dobrą jednorodnością, a obecność wodoru sprawia, że w zastosowaniach fotowoltaicznych pełnią podwójną rolę - są zarazem warstwą antyrefleksyjną i pasywującą. Pozwala to wykluczyć dodatkowy etap w technologii ogniw, jakim jest nakładanie warstwy pasywującej, a tym samym obniżyć koszty ich produkcji. Zasadniczy wpływ na ostateczne właściwości warstwy AR - minimalizację współczynnika odbicia światła - mają jej dwa parametry: współczynnik załamania światła oraz grubość warstwy. Bardzo istotny współczynnik odbicia efektywnego Reff [...]

Zmodyfikowana struktura krzemowych ogniw słonecznych poprzez zastosowanie warstwy antyrefleksyjnej


  Wzrost zainteresowania ogniwami słonecznymi w ostatnich latach sprzyja badaniom nad podwyższaniem sprawności struktur fotowoltaicznych. Płytki krzemowe uzyskiwane tradycyjnymi metodami po procesie cięcia poddawane są trawieniu. Uzyskana w ten sposób powierzchnia posiada duży współczynnik odbicia, ponad 35%, który niekorzystnie wpływa na konwersję fotowoltaiczną. Jednym ze sposobów zmniejszenia odbicia światła od powierzchni krzemu jest jej teksturyzacja. Płytki monokrystalicznego Si o orientacji <100> poddaje się działaniu wodnego roztworu NaOH z izopropanolem, a ich powierzchnia po wytrawieniu przybiera kształt odwróconych piramid o rozkładzie losowym położeń i wysokości w przedziale 3…5 μm [1]. W wypadku Cz-Si teksturyzacja przynosi oczekiwane efekty. Krzem multikrystaliczny (mc-Si) charakteryzuje anizotropia kierunków krystalograficznych poszczególnych ziaren, stąd właściwa teksturyzacja jego powierzchni niesie wiele problemów [2]. Stąd też o wiele bardziej efektywnym procesem podwyższania sprawności ogniw, jest nakładanie warstw antyrefleksyjnych, jak np. a-SiNx:H [3]. Propozycja autorów dotyczy zastosowania nowego materiału (a-Si:C:H), optymalizacji jego właściwości fizykochemicznych i strukturalnych oraz sprawdzenia jego wpływu na właściwości elektryczne ogniw słonecznych. Technologia warstw antyrefleksyjnych (ARC) i krzemowych ogniw słonecznych Warstwy antyrefleksyjne, wykazujące zarazem właściwości pasywujące do zastosowań w fotowoltaice otrzymuje się m.in. z fazy gazowej przy użyciu szeroko rozumianych technologii CVD (Chemical Vapour Deposition). Przykładem są cienkie, amorficzne, uwodornione warstwy typu a-Si:C:H, otrzymywane przy użyciu wielomodułowego systemu MW - PE CVD (Microwave - Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki AGH). Jedną z komór układu MW - PE CVD zaprojektowano do nanoszenia warstw z użyciem plazmy wzbudzanej mikrofalami 2,45 GHz, drugą na[...]

System pomiarowy do badania charakterystyk cienkowarstwowych układów elektrochromowych


  Wielowarstwowe systemy elektrochromowe znalazły wiele zastosowań w architekturze [1, 2], elektronice i optyce [3]. Większość układów cienkowarstwowych posiada określone przez właściwości fizyczne warstw składowych statyczne charakterystyki optyczne. Układy elektrochromowe stanowią unikalną rodzinę filtrów o dynamicznej transmisji regulowanej napieciem zasilania (napięciem barwiącym). Prowadzone są intensywne badania zarówno materiałów elektrochromowych jak WO3, MoO3, TiO2, V2O5 [4], jak i wielowarstwowych komórek elektrochemicznych wykazujących efekt zmiany barwy pod wpływem przyłożonego niewielkiego napięcia stałego. Daje to wiele możliwości aplikacyjnych w wyżej wymienionych obszarach techniki. Parametry elektryczne takie jak odpowiedź prądowa na wymuszenia napięciowe, jak i optyczne (transmisja optyczna) zależą odpowiednio od czasu i wartości wymuszenia oraz długości fali promieniowania elektromagnetycznego. Stwarza to konieczność pomiaru i rejestracji wielu różnych przebiegów czasowych[...]

Cienkowarstwowy system elektrochromowy zasilany baterią słoneczną


  Efekt elektrochromowy odkryty w latach siedemdziesiątych przez S.S. Deba [1] w cienkich warstwach tlenków metali przejściowych, polega na przejściu fazowym zachodzącym w warstwie tlenku metalu. Przejście to, wymuszone niewielkim napięciem zasilającym, skutkuje zmianą struktury z tlenkowej na strukturę brązu tlenkowego oraz zmianą barwy warstwy tlenkowej, która pozostaje w kontakcie z elektrolitem lub przewodnikiem jonowym. Zmiana barwy oraz zmiana transmisji od stanu odbarwionego na poziomie ponad 70% do wartości poniżej 10% dla stanu zabarwionego stanowi podstawę szeregu zastosowań. Cienkie warstwy WO3, TiO2, MoO3 czy V2O5 w systemach wielowarstwowych z warstwą przewodnika jonowego i przeźroczystymi dla światła widzialnego elektrodami, wykazują właśnie taki efekt elektrochromowy [2]. Efekt ten utrzymuje się nawet po odłączeniu polaryzacji umożliwiając utrzymanie niskiego poziomu transmisji systemu bez zużywania energii. Jest to tak zwany efekt pamięci, dający szerokie pole do zastosowań niskomocowych źródeł energii. Stąd możliwe jest zasilanie układu EC źródłami niskiego napięcia np. modułem fotowoltaicznym [3]. Na rys. 1 i 2 przedstawiono zastosowanie systemów elektrochromowych w architekturze [4] i przemyśle samochodowym [5]; przykładowe aplikacje, obecne już w przemyśle, w których stosuje się efekt elektrochromowy.Budowa systemu elektrochromowego Znanych jest szereg konstrukcji cienkowarstwowych systemów elektrochromowych. Podstawowym podziałem jest podział ze względu na rodzaj użytego elektrolitu. Rozróżniamy systemy z ciekłym i stałym elektrolitem. Autorzy opracowali system elektrochromowy w oparciu o cienkie warstwy elektrochromowe WO3, otrzymywane metodą magnetronowego reaktywnego rozpylan[...]

Perspektywy rozwoju technologii cienkowarstwowych ogniw słonecznych


  Pomimo ponad po. wieku praktycznej historii dopiero w ci.gu kilku ostatnich lat fotowoltaika gwa.townie przesz.a ze sfery zainteresowania naukowcow i wst.pnych prac wdro.eniowych do rzeczywistego wykorzystania w sektorze energetycznym wi.kszo.ci krajow rozwini.tych. Warto zauwa.y., i. wzrost produkcji modu.ow fotowoltaicznych jak i zainstalowanej mocy elektrycznej, pochodz.cej z tych modu.ow jest niespotykany i ca.kowicie nieporownywalny z jakimkolwiek innym rodzajem generatorow zarowno odnawialnych jak i klasycznych. Tylko w latach 2008.2011, pomimo kryzysu gospodarczego odnotowano globalny wzrost zainstalowanej mocy, pochodz.cej ze .rode. fotowoltaicznych rowny ponad 1300% oraz wzrost produkcji modu.ow o 6000% [1]. Z raportu Europejskiego Stowarzyszenia Przemys.u Fotowoltaicznego wynika, i. w 2011 roku moc zainstalowanych urz.dze. fotowoltaicznych na .wiecie wynios.a ponad 64GW, co jest prawie dwukrotno.ci. warto.ci z 2010, a mianowicie 40 GW. Co wi.cej, w 2008 roku, mo.na by.o zaobserwowa. oko.o 16,5 GW co w porownaniu z danymi z 2011 potwierdza czterokrotny wzrost w ci.gu 3 lat. Podobnie ro.nie liczba firm dzia.aj.cych w bran.y fotowoltaicznej, czemu towarzyszy wzrost zatrudnienia. Wed.ug ostatnich przewidywa. do roku 2030 fotowoltaika powinna zaspokoi. 14% .wiatowego zapotrzebowania na energi. elektryczn. [2]. Tabela 1 prezentuje zestawienie zmian, jakie zasz.y w produkcji i wykorzystaniu fotowoltaiki na przestrzeni lat 2008.2011. Jednoczesnie na skutek wdro.enia technologii cienkowarstwowej i roll-to-roll a tak.e pe.nej automatyzacji produkcji nast.puje ci.g.e obni.enie ceny produkowanych modu.ow, dzi.ki czemu w chwili obecnej utyskuje si. wielko.ci rz.du 0,6 0,5 $/Wp co ju. w niektorych przypadkach jest w prost konkurencyjne wobec energii klasycznej. W .wietle przytoczonych faktow wyr.nie widoczna jest zdecydowana tendencja do zmniejszania czasu zwrotu nak.adow poniesionych na inwestycje fotowoltaiczne dzi.ki obni.eni[...]

Właściwości optyczne pokryć antyrefleksyjnych dla zastosowań fotowoltaicznych DOI:10.12915/pe.2014.09.25

Czytaj za darmo! »

W pracy przeanalizowano wpływ pokryć antyrefleksyjnych zarówno na powierzchni szkła modułu fotowoltaicznego jak i stosowanych warstw ARC na powierzchni ogniw słonecznych na bazie krzemu na właściwości optyczne systemu. Wyznaczono rekomendowane wartości współczynników załamania oraz grubości pokryć. Wyliczone wartości pozostają w zgodności z wynikami pomiarów optycznych. Abstract. In this paper authors analyzed the influence of antireflective coatings on glass surface of PV module and influence of ARC deposited on silicon surface of solar cells on optical properties of the system. The recommended values of thicknesses and refractive indices were estimated. These values are in a good agreement with results of optical measurements. Optical properties of antireflective layers for photovoltaic applications Słowa kluczowe: ogniwa słoneczne, fotowoltaika (PV), właściwości optyczne, pokrycia antyrefleksyjne (AR). Keywords: solar cells, photovoltaics (PV), optical properties antireflective coatings (ARC) doi:10.12915/pe.2014.09.25 Wprowadzenie Istotnym problemem jest zmniejszenie współczynnika odbicia światła od powierzchni szkła w zewnętrznej części panelu PV. Powłoki antyrefleksyjne (AR) na szkle znajdują zastosowania przy produkcji paneli złożonych z ogniw słonecznych. Cienkie, antyrefleksyjne warstwy obniżają odbicie światła, wykorzystując zjawisko interferencji fali oraz zależność współczynnika odbicia od współczynnika załamania światła. Zmniejszenie współczynnika odbicia światła od powierzchni szkła w zewnętrznej części panelu PV możliwe jest przez stosowanie powłok antyrefleksyjnych. Kluczowe jest właściwe dobranie parametrów warstwy obniżającej odbicie, dzięki właściwemu współczynnikowi załamania światła. Na właściwości antyrefleksyjne wpływa grubość warstwy, współczynnik załamania, a przy nawet zgrubnej kontroli tych parametrów łatwo jest osiągnąć zmniejszenie odbicia o 4-5%. Metody optyczne pozwalają na weryfikację wyliczony[...]

Właściwości optyczne i strukturalne warstw elektrochromowych WO3


  Materiały elektrochromowe stanowią grupę materiałów tlenkowych intensywnie badanych ze względu na potencjalne zastosowania w elektronice [1], architekturze [2, 3] oraz w wielu dziedzinach techniki [4, 5]. Efekt elektrochromowy występujący w tych materiałach polega na zmianie barwy pod wpływem niewielkiego napięcia, będącej skutkiem zmiany struktury tlenku na strukturę brązu tlenkowego. Schemat tego procesu przedstawiono na rys. 1. Intensywność zabarwienia jest proporcjonalna do wartości przyłożonego napięcia, co stwarza wiele możliwości aplikacyjnych niedostępnych w innych systemach jak np. wyświetlacze LCD. Regulowana transmisja światła w obszarze widzialnym otwiera możliwość wykonania filtrów optycznych, inteligentnych okularów przeciwsłonecznych, przeszkleń zapewniających intymność pracy lub komfort podróżowania (samochody rodzinne, autokary turystyczne). Proces przedstawiony na rys. 1 zachodzi w wielowarstwowych systemach cienkich warstw, gdzie jednym z elementów funkcjonalnych jest warstwa elektrochromowa. Pozostałe to elektrody polaryzacyjne, źródło jonów barwiących i kontakty metaliczne. Rys. 1. Sche[...]

Techniki rozpylania magnetronowego DC, MF i RF do nanoszenia cienkich warstw WO3


  Henryk Jankowski, Konstanty Marszałek, Jerzy Sokulski, Yevhen Zabila, Tomasz StapińskiOtrzymywanie warstw elektrochromowych na dużych powierzchniach stanowi poważny problem technologiczny i jest barierą w produkcji urządzeń elektrochromowych zmieniających charakterystykę transmisji pod wpływem małego napięcia [1, 2]. Ważnym zastosowaniem zjawiska elektrochromowego są tzw. inteligentne okna (smart windows) [3]. Opracowanie technologii otrzymywania cienkowarstwowych struktur elektrochromowych w oparciu o warstwy tlenku wolframu ma duże znaczenie z uwagi na problematykę bilansu energetycznego budynków z dużymi przeszkleniami [4, 5]. Dlatego też istotne jest rozwijanie tanich technologii umożliwiających nakładanie warstw na duże powierzchnie. Zagadnienia te wpisują się w nakreślone przez Unię Europejską programy oraz w problematykę rozwijanych w Polsce odnawialnych źródeł energii (OZE). W prezentowanej pracy przedstawiono badania trzech magnetronowych technik nanoszenia w celu określenia przydatności do rozpylania metalicznych tarcz wolframowych. Analiza procesu reaktywnego rozpylania konieczna jest do znalezienia optymalnych warunków technologicznych dla nanoszenia powłok na duże powierzchnie. Uzyskane warstwy WO3 stanowiły elementy aktywne badanych układów elektrochromowych [3]. System nanoszenia System technologiczny umożliwia nanoszenie warstw metodami magnetronowego reaktywnego rozpylania DC (unipolarnego), AC (bipolarnego) oraz RF (częstotliwości radiowej 13,56 MHz). Cienkie warstwy WO3 otrzymywano metodami magnetronowego reaktywnego rozpylania stałoprądowego (DC) i przy częstotliwościach średnich (MF) oraz radiowych (RF). Do otr[...]

Opracowanie efektywnych metod domieszkowania warstw ZnO glinem w procesie ALD i optymalizacja tych warstw DOI:10.12915/pe.2014.10.49

Czytaj za darmo! »

Warstwy tlenku cynku domieszkowanego atomami glinu ZnO:Al były wzrastane metodą osadzania warstw atomowych (ALD, z ang. A-atomic, L-layer, D-deposition). Na szklanych podłożach osadzono warstwy ZnO:Al (tzw. warstwa AZO) o grubości 200 nm. Temperatura osadzania warstwy AZO była równa 160 oC. Najlepsze parametry elektryczne oraz krystalograficzne otrzymano używając dwóch wysoko reaktywnych prekursorów cynku i glinu. Użyto diethylzinc jako prekursor cynkowy oraz trimethylaluminum jako prekursor glinowy. Otrzymane struktury wykazały wysoką transmisję oraz niskie rezystywności rzędu 10-3 [omega]cm. Po optymalizacji procesu wzrostu warstw ZnO:Al testowano je jako przezroczyste elektrody do zastosowań fotowoltaicznych. Abstract. We achieved high conductivity of zinc oxide layers doped with aluminum atoms using atomic layer deposition (ALD) method. Their growth mode, electrical and optical properties have been investigated. We discuss how the growth temperature and doping affect resistivity and optical properties of the films. The obtained resistivities of ZnO:Al thin films ( [...]

 Strona 1