Wyniki 1-8 spośród 8 dla zapytania: authorDesc:"Anna Małek"

Energy generation analysis of crystalline and thin-film silicon photovoltaic panels in the local conditions of the Southern Poland DOI:10.15199/13.2016.1.13


  Due to growing worldwide energy demand and developing consciousness of society, harvesting energy from renewable energy sources becames more prevalent. One of the most attractive renewable sources of energy is Sun. Electrical energy is produced from the solar radiation by using photovoltaic effect. Nowadays the photovoltaic market is dominated by first generation of solar cells. They are based on mono- and polycrystalline silicon wafers and characterize high power conversion efficiency. In 2014 Si-wafer based PV technology accounted for about 91% of the total production while the share of polycrystalline (multicrystalline) technology was about 56% of total production [1]. The disadvantages of this type of PV modules is high cost of their production and large consumption of material [2; 3; 4]. On the other side it is motivation to searching new materials and new technology, which could be used in PV technology. This resulted in the appearance of PV modules produced by application of thin film technology. These solar cell are based on the thin layer of semiconducting materials. The thickness of active layers is approximately 1 μm and it is about 100 times thinner than thickness of silicon wafer, used in first generation solar cells [5]. In thin film various materials can be applied as a semiconducting materials but cadmium telluride (CdTe), copper indium gallium diselenide (CIGS) and amorphous silicon are the most popular. Among thin film solar cell CIGS solar cell has the highest efficiency (22.3%) and the CdTe are on the second place with lab efficiency equal to 21.5% [6]. Despite of great success of CIGS and CdTe solar cells in lab, in 2014 the market share of all thin film technologies amounted to only about 9% of the total annual production (1). The limitation are such problems as toxicity and humidity issues in the case of CdTe cells and low manufacturing yields of CIGS due to material complexity. Solar cells based [...]

Warstwy a-C:N:H na polimerach osadzane w układzie PE CVD

Czytaj za darmo! »

Głównym powodem decydującym o tak dużym zainteresowaniu polimerami jest łatwy i niedrogi sposób ich wytwarzania z ropy naftowej. Ponadto posiadają one wiele atrakcyjnych właściwości. Są lekkie i odporne na korozję, co czyni je ważnymi materiałami konstrukcyjnymi. Inne są wykorzystywane w zaawansowanych zastosowaniach medycznych. Są również kluczowymi materiałami podczas wytwarzania półprzewodnikowych układów scalonych oraz zaawansowanych urządzeń optycznych. Niestety wiele z tych zastosowań polimerów nie może być rozwijanych ze względu na niskie parametry charakteryzujące ich powierzchnię. Powierzchnia polimerów może łatwo ulec zarysowaniu i zmieniać się pod wpływem czasu w wyniku kontaktu z otaczającym je środowiskiem. Oczywistym sposobem polepszenia ich właściwości jest modyfikacja powierzchni. Najbardziej efektywnymi metodami są mokre techniki chemiczne, laserowe i plazmowe oraz technologie warstwowe, włącznie z chemicznym osadzaniem z fazy gazowej (CVD). Problemem pozostaje jednak fakt, że polimery są wrażliwe na działanie temperatury i mogą być poddawane obróbce jedynie w umiarkowanym zakresie temperatury. W przypadku technologii warstwowych może to stanowić pewną trudność w tworzeniu warstw charakteryzujących się dobrą przyczepnością do podłoża [1]. Metodą, która daje możliwość pokonania tej bariery jest zastosowanie niekonwencjonalnej syntezy jaką jest chemiczne osadzanie z fazy gazowej w warunkach plazmy niskotemperaturowej. W plazmowo wspomaganym CVD (PE CVD) warstwy mogą być otrzymywane w temperaturze pokojowej lub niewiele wyższej, bez pogorszenia ich przyczepności [2÷4]. Typ zastosowanej warstwy (jej mikrostruktura, skład chemiczny i struktura chemiczna) powinien być zaprojektowany tak, aby sprostać oczekiwaniom stawianym układowi warstwa-podłoże. W przypadku zastosowań tribologicznych modyfikowana powierzchnia powinna być odporna na zużycie i korozję, jak również powinna charakteryzować się niską chropowatością [...]

Modyfikacja powierzchni podłoża tytanowego warstwami węgloazotku krzemu

Czytaj za darmo! »

Materiały do zastosowań medycznych muszą spełniać bardzo wysokie wymagania dotyczące ich właściwości biologicznych, chemicznych i tribologicznych. Niestety, pomimo dynamicznego rozwoju nauki ciągle nie istnieją takie, które w pełni będą mogły zastępować żywe tkanki w organizmie. Mimo wielu zalet tytanu, takich jak: odporność korozyjna, dobre właściwości mechaniczne, mała gęstość czy mała przewodność elektryczna, jest wiele zjawisk limitujących czas jego stosowania [1, 2]. Do najważniejszych należą reakcje alergiczne oraz zjawisko metalozy skutkujące przejściem szkodliwych pierwiastków do organizmu ludzkiego [1÷3]. Ze względu na duże znaczenie tytanu jako implantu, o czym świadczy spektrum zastosowań (od ortopedii, chirurgii przez laryngologię po stomatologię i weterynarię), ciągle poszukuje się rozwiązań, które pozwoliłyby wydłużyć czas jego bezpiecznego stosowania [4, 5]. Z tego punktu widzenia jednym z perspektywicznych rozwiązań jest zastosowanie metody chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmowym PACVD (Plasma Assisted Chemicl Vapor Depistion) do otrzymania na podłożu tytanowym Ti Grade 2 warstw o ściśle zdefiniowanym składzie i określonej strukturze [6]. Wiadomo, że wiele spośród użytkowych właściwości materiałów, w tym odporność korozyjna i zużyciowa, współczynnik tarcia i biozgodność, zależą od stanu powierzchni. Dlatego postuluje się, że połączenie składu chemicznego azotku i węglika krzemu oraz zastosowanie metody PACVD będzie skutkowało otrzymaniem warstw pozwalających na eliminację podstawowych wad biomateriałów tytanowych. W aspekcie zastosowań w medycynie amorficzne bądź nanokrystaliczne warstwy zawierające węgiel, azot, krzem i wodór wydają się najbardziej odpowiednie. Zgodnie z danymi literaturowymi połączenie właściwości kruchego SiC z bardziej elastycznym Si3N4 prowadzi do otrzymania materiału o dużej odporności chemicznej i biologicznej, stabilności termicznej, dużej twardości i wytrzymałoś[...]

LabVIEW controller for storage results and control parameters of low thickness antireflection coatings deposition processes DOI:10.15199/13.2016.2.6


  W artykule przedstawiono system do kontroli, wizualizacji i zapisu danych procesów PVD. System został zaprojektowany w oparciu o środowisko LabVIEW i został z powodzeniem zastosowany w przemyśle optycznym. Wizualizacja jest bardzo intuicyjna dla operatora daje łatwą możliwość kontroli wszystkich parametrów procesu. Zapisane dane pomagają w polepszeniu jakości powłok i dają możliwość analizy procesów. Niski koszt wprowadzenie systemu czyni go również bardzo użytecznym narzędziem do modyfikacji starszego typu napylarek próżniowych oraz daje szansę stopniowej jego rozbudowy. Słowa kluczowe: sterownik procesu, programowanie graficzne LabVIEW, Regulator przepływu masy, powłoki antyrefleksyjne.Dynamic development of PVD (Physical Vapour Deposition) technology noticeable in the recent years causes increasing technological restrictions concerning repeatability of coatings processes. In case of production of multilayers AR (Antireflective Coatings) on optical parts the restrictions are especially high. The most important parameters in PVD technology for AR coatings are: rate of deposition, final thickness of layers of coatings, level of vacuum during deposition processes and stability of temperature of substrates. In many cases a stable dosing of technological gases is a critical point for deposition. The design of the dedicated system for AR coatings deposition processes working in graphical LabVIEW programming environments for control, intuitive visualization and storage of results is presented in this paper. The system allows to create a kind of library that helps to recreate th[...]

Otrzymywanie, budowa i właściwości warstw węglowych na stopie Ti6Al4V

Czytaj za darmo! »

Warstwy na bazie węgla od dawna skupiają na sobie zainteresowanie ze względu na bardzo interesujące właściwości wynikające bezpośrednio z ich budowy i obecności w strukturze węgla zarówno w hybrydyzacji sp2, jak i sp3. Wiązania typu sp3 gwarantują obojętność chemiczną oraz dużą twardość, natomiast sp2 zapewniają mały współczynnik tarcia i dobrą przewodność elektryczną. Stosunek liczby wiązań sp2/sp3, determinujący właściwości modyfikowanego materiału, można kształtować przez odpowiedni dobór parametrów procesu, jak i przez wprowadzanie innych pierwiastków. Obecnie uwodornione warstwy węglowe, zwane diamentopodobnymi (DLC), znalazły zastosowanie w bardzo wielu dziedzinach przemysłu, miedzy innymi w elektronice, przemyśle maszynowym, motoryzacyjnym, jak również w inżynierii biomedycznej [1÷4]. Jednak ich słaba adhezja do podłoża wynikająca z obecności naprężeń wewnętrznych znacznie ogranicza spektrum zastosowań. Wprawdzie wprowadzenie pewnej ilości azotu do warstw a-C:H redukuje występujące naprężenia, ale równocześnie osłabia odporność chemiczną. Ponadto obecność azotu w mieszaninie reakcyjnej hamuje szybkość ich wzrostu [5]. Dlatego ciągle poszukuje się innych, lepszych rozwiązań. W aspekcie zastosowań w medycynie amorficzne bądź nanokrystaliczne warstwy zawierające węgiel, azot, krzemu i wodór wydają się najbardziej odpowiednie. Łączą one w sobie korzystne właściwości węglika krzemu SiC i azotku krzemu Si3N4, a tym samym wykazują dużą odporność na utlenianie w wysokiej temperaturze, duży moduł sprężystości, mały współczynnik tarcia oraz szeroką przerwę energetyczną (2,8÷3,8 eV) [6, 7]. Jednak ze względu na to, że węgloazotek krzemu jest związkiem nietrwałym termodynamicznie musi być otrzymywany na drodze niekonwencjonalnych syntez. Jedną z takich metod jest chemiczne osadzanie z fazy gazowej wspomagane plazmą PACVD [7, 8]. Dotychczas problem warstw węgloazotku krzemu nanoszonych metodą PACVD na tytanowe podłoże nie był podj[...]

Modyfikacja powierzchni polimerów przez osadzanie warstw węglowych i ceramicznych

Czytaj za darmo! »

Polimery stanowią rodzinę materiałów charakteryzujących się małym ciężarem, elastycznością i łatwością taniego formowania. Obecne są praktycznie we wszystkich gałęziach techniki m.in. w medycynie, elektronice, przemyśle maszynowym, motoryzacyjnym oraz jako materiały konstrukcyjne [1]. W wielu przypadkach jednak ich zastosowanie jest ograniczone ze względu na małą odporność na ścieranie czy zarysowanie. Właściwości powierzchni tych materiałów można poprawić przez osadzanie warstw o odpowiednim składzie chemicznym. Jedną ze skutecznych metod takiej modyfikacji jest plazmochemiczne osadzanie z fazy gazowej (PACVD - Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition). Metoda ta pozwala na otrzymanie warstw w niskiej temperaturze (co jest ważne w przypadku polimerów), o dobrej przyczepności do podłoża dzięki tworzeniu się wiązań chemicznych na granicy rozdziału faz [2, 3]. Z drugiej strony w procesie tym w warunkach in situ można formować hybrydowe układy wieloskładnikowe oraz gradientowe przez precyzyjne dozowanie gazowych prekursorów do układu reakcyjnego. Doświadczenia wskazują, że modyfikacja powierzchni polimerów warstwami węglowymi (a-C:H) daje dobre rezultaty w wielu zastosowaniach ze względu na ich odporność na korozję, mały współczynnik tarcia i odporność na zużycie [3÷6]. Jednakże po długim czasie użytkowania tracą te właściwości wskutek występowania dużych naprężeń wewnętrznych, co prowadzi do ich degradacji [7÷9]. Dotowanie azotem (warstwy a-C:N:H) częściowo je niweluje, lecz z kolei proces ten prowadzi do rozluźnienia struktury, a tym samym do obniżenia odporności na korozję i właściwości mechanicznych [8÷10]. Na szczelność warstw pozytywnie wpływa obecność krzemu w strukturze (warstwy a-C:H:Si), który równocześnie redukuje naprężenia, poprawia stabilność termiczną i chemiczną [5, 11, 12]. Doniesienia te wykorzystano w projektowaniu i otrzymaniu nowatorskich hybrydowych układów warstwowych a-C:N:H/a-SiCxNy(H) na polimerach, w [...]

Fizykochemiczne właściwości stopu Ti6Al4V modyfikowanego metodami PACVD

Czytaj za darmo! »

Szczególne miejsce wśród obszernej grupy biomateriałów metalicznych zajmuje tytan i jego stopy ze względu na jego liczne zalety. Charakteryzuje się on m.in. dobrą odpornością na korozję szczelinową i naprężeniową, wysoką skłonnością do samopasywacji, małą gęstością, małym modułem Younga oraz dużą wytrzymałością zmęczeniową [1÷4]. Wraz z rozwojem tych materiałów stop Ti6Al4V, pierwotnie stosowany przemyśle lotniczym, zaczęto aplikować do celów medycznych. To zastosowanie jest jednak limitowane przez małą odporność na ścieranie, jak również zjawisko metalozy składników stopu (tytanu, glinu oraz wanadu) niekorzystnie oddziałujących na organizm żywy [3]. Najbardziej obiecującym sposobem poprawy tych właściwości wydaje się modyfikacja powierzchni przez osadzanie powłok o ściśle określonym składzie chemicznym [1, 2]. W zamierzeniu powłoki te powinny stanowić barierę uniemożliwiającą przenikanie szkodliwych pierwiastków do organizmu oraz podwyższenie odporności materiału na zużycie ścierne. W pracy zamieszczono wyniki badań dotyczące plazmochemicznej modyfikacji powierzchni stopu Ti6Al4V powłokami węglowymi (a-C:H), węglowymi dotowanymi azotem (a-C:N:H) oraz równocześnie azotem i krzemem (SiCxNyH). otrzymywanie Zakres badań obejmował otrzymanie na podłożu stopu tytanowego Ti6Al4V ELI powłok węglowych (a-C:H), węglowych domieszkowanych azotem (a-C:N:H) oraz węgloazotku krzemu - SiCx:Ny(H). Do badań strukturalnych FTIR warstwy te osadzono również na podłożach krzemowych (001) Si. Pokrycia a-C:H i a-C:N:H otrzymano w reaktorze RFCVD (13,56 MHz, 400 W), w któym reakcja jest aktywowana plazmą radiofalową, natomiast warstwa węgloazotku krzemu w reaktorze MWCVD (2,45 GHz, 2 kW) z wyładowaniem o częstości mikrofal. Podłoża każdorazowo przed procesem przemywano acetonem w celu usunięcia powierzchniowych zanieczyszczeń. Właściwe osadzanie warstw poprzedzał proces trawienia jonowego w plazmie argonowej w celu usunięcia ewentualnych tlenków [...]

Modyfikacja właściwości polimerów metodą PACVD

Czytaj za darmo! »

Polimery stanowią obecnie szeroką rodzinę materiałów, które w odróżnieniu od metali i ceramiki są lżejsze, łatwiejsze do otrzymania i formowania oraz są stosunkowo tanie. Obok opakowań i butelek codziennego użytku stanowią ważny filar nowoczesnego przemysłu m.in. w budownictwie jako materiał konstrukcyjny, motoryzacji, opto- i elektronice, optyce, kosmetyce i medycynie. W wielu przypadkach ich stosowanie jest jednak ograniczone ze względu na niewystarczające właściwości powierzchniowe, głównie małą odporność na ścieranie i zużycie. Wiadomo jednak, że zużycie materiału zaczyna się na jego powierzchni, a więc uzasadnione jest jej modyfikowanie przez osadzanie warstw o odpowiednio zaprojektowanym składzie chemicznym i budowie. Zasadniczym problemem technologicznym jest otrzymanie warstw dobrze przyczepnych do podłoża bez konieczności stosowania wysokiej temperatury. Polimery charakteryzują się bowiem małą jednostkową energią powierzchniową (γsg) wynikającą z obojętności chemicznej. Metoda chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmowym jest jedną z najbardziej użytecznych metod osadzania warstw w przypadku tworzyw polimerowych. Przez trawienie jonowe można wytworzyć w warunkach in situ powierzchnię międzyfazową powodującą poprawę adhezji warstwy do podłoża [1, 2]. Ponadto metoda ta umożliwia otrzymywanie warstw wysokotopliwych związków nawet w temperaturze pokojowej. Dla wielu specyficznych zastosowań niezwykle ważny jest odpowiedni dobór składu chemicznego warstw. W odniesieniu do zastosowań w medycynie do tej pory najwięcej uwagi poświęcono otrzymywaniu i badaniom właściwości warstw węglowych o różnorodnej strukturze, również dotowanych innymi pierwiastkami, najczęściej azotem lub krzemem [2÷7]. Zwraca się uwagę na dobre właściwości tribologiczne i dużą biozgodność warstw węglowych. Jednak bardzo często okazuje się, że warstwy diamentopodobne a-C:H są słabo przyczepne do podłoża oraz ulegają spękaniu i odp[...]

 Strona 1