Czasopismo | PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY | Rocznik 2017 - zeszyt 8

Jedno- i dwuwarstwowe struktury antyrefleksyjne wytwarzane metodą zol-żel do zastosowań w fotoogniwach krzemowych

Single- and double-layer antireflective structures fabricated via sol-gel method for applications in silicon solar cells

10.15199/48.2017.08.19

nr katalogowy: 108531
10.15199/48.2017.08.19

Streszczenie

Pomimo pojawienia się wielu nowych rodzajów fotoogniw słonecznych, fotogniwa krzemowe nadal odgrywają istotną rolę. Wysoki współczynnik załamania krzemu sprawia, że ponad 34% fotonów promieniowania słonecznego z zakresu absorpcji krzemu ulega od niego odbiciu i nie generuje w nim ekscytonów. Odbicie światła można istotnie zmniejszyć teksturując powierzchnię krzemu, wytwarzając na niej strukturę antyrefleksyjną albo stosując jednocześnie oba rozwiazania. Praca dotyczy jedno- i dwuwarstwowych struktur antyrefleksyjnych wywtarzanych metodą zol-żel i techniką dip-coating na podłożach krzemowych. Dla struktury jednowarstwowej osiągnięto ważony współczynnik odbicia fotonów Rw9%, natomiast dla struktury dwuwarstwowej osiągnięto Rw<4%. W pracy przedstawiano optymalizację teoretyczną struktur antyrefleksyjnych, technologię ich wytwarzania oraz wyniki badań eksperymentalnych. Osiągnięto doskonałą zgodność wyników analizy teoretycznej z wynikami eksperymentalnymi.

Abstract

Besides many different types of photovoltaic solar cells, silicon solar cells are still of significant importance. Bare silica's high refraction index leads to greater than 34% reflection of solar light photones, within silica's absorption band, from its surface without generating excitons. Reflection loss can be significantly reduced with the use of surface texturing and/or antireflective coatings. The most beneficial effect is achieved when combinig both, surface texturing and antireflective coatings. This work presents single and double layer Anti Reflective Structures (ARS's) derived from sol-gel process for application in silicon photovoltaic cells. Weighted average reflection of a single layer ARS is Rw9%, whereas double layer ARS provides weighted average reflection Rw<4%. In this work theoretical optimization of ARS’s, technological process of structure fabrication as well as experimental results are demonstrated. Theoretical data shows excellent correlation with experimental results. (Single- and double-layer antireflective structures fabricated via sol-gel method for applications in silicon solar cells).

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych zmieniająca i w następstwie uchylająca dyrektywy 2001/77/WE oraz 2003/30/WE
[2] Mathew S., Yella A., Gao P., Humphry-Baker R., Curchod B.F.E., Ashari-Astani N., Tavernelli I., Rothlisberger U., Khaja Nazeeruddin Md., Grätzel M., Dye-sensitized solar cells with 13% efficiency achieved through the molecular engineering of porphyrin sensitizers, Nat. Chem. 6 (2014), 242-247
[3] Mayer A.C., Scully S.R., B. E. H., Rowell M.W., McGehee M.D., Polymer-based solar cells, Mater. Today 10 (2007), 28- 33
[4] Gondek E., Djaoued Y., Robichaud J., Karasiński P., Kityk I.V., Danel A., Pluciński K.J., Influence of TiO2 nanoparticles on the photovoltaic efficiency of the ITO/PEDOT:PSS/fluorine copolymers/polythiphene:TiO2/Al architecture, J. Mater. Sci., Mater. Electron. 23 (2012), 2057-2064
[5] Song Z., Watthage S.C., Phillips A.B., Heben M.J., Pathways toward high-performance perovskite solar cells: review of recent advances in organo-metal halide perovskites for photovoltaic applications, J Phot Ener 6(2) (2016), 022001-23
[6] Battaglia C., Cuevas A., De Wolf S., High-efficiency crystalline silicon solar cells: status and perspectives, Energy Environ. Sci., 9 (2016), 1552-1576
[7] Raut H.K., Ganesh V.A., Nair A.S., Ramakrishna S., Antireflective coatings: A critical, in-depth review, Energy Environ. Sci. 4 (2011), 3779-3804
[8] Karasiński P., Tyszkiewicz C., Domanowska A., Michalewicz A., Mazur J., Low loss, long time stable sol-gel derived silicatitania waveguide films, Mater. Lett. 143 (2015), 5-7
[9] Gondek E., Karasiński P., One-dimensional photonic crystals as selective back reflectors, Opt. Laser Technol. 48 (2013), 438
[10] Gondek E., Karasiński P., High reflectance structures for photovoltaics applications - analysis and characterization, J Mater Sci: Mater Electron 24 (2013), 2934-2943
[11] Karasiński P., Skolik M., Sol-gel derived antireflective structures for applications in silicon solar cells, Proc. SPIE 10175, paper 1017517 (2016), 1-6
[12] Wright D.N., Marstein E.S., Holt A., Double layer anti-reflective coatings for silicon solar cells, 31st IEEE Photovoltaic Specialists Conference - 2005; Lake Buena Vista, FL; United States; 3 January 2005 through 7 January 2005, Pages 1237- 1240. ARC/Si
[13] Lien S.Y., Wuu D.S., Yeh W.C., Liu J.C., Tri-layer antireflection coatings (SiO2/SiO2-TiO2/TiO2) for silicon solar cells using a sol-gel technique, Sol. Energ. Mat. Sol. C. 90 (2006), 2710- 2719

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 108531 "Jedno- i dwuwarstwowe str..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - e-zeszyt (pdf) 2017-8 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEGLĄD ELEKTROTECHNICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Zeszyt

2017-8

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma