ELEKTRONIKA, ENERGETYKA, ELEKTROTECHNIKA ›
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA ›
2010-5 |
| |
|
Publikacja: System automatycznego nadawania identyfikacji jednostek śródlądowych – ATIS
Autor: KAROL KORCZ 
Uznając wielką rolę służby radiotelefonicznej w zapewnieniu
bezpieczeństwa nawigacji na wodach śródlądowych, w szczególności
w warunkach złej pogody, państwa europejskie dysponujące
żeglownymi śródlądowymi drogami wodnymi podpisały
Regionalne Porozumienie dotyczące Radiotelefonicznej
Służby Śródlądowej (Regional Arrangement Concerning the
Radiotelephone Service on Inland Waterways) zwane Porozumieniem
RAINWAT [1]. Podstawowym celem podpisania
tego Porozumienia jest wprowadzenie na europejskich wodach
śródlądowych wspólnych reguł i zasad bezpieczeństwa
dla ludzi oraz przewożonych towarów. Porozumienie to jest
zgodne z Art. 6 (Special agreements) Regulaminu Radiokomunikacyjnego
(RR) Międzynarodowego Związku Telekomunikacyjnego
- ITU (International Telecommunication Union).
Zgodnie z postanowieniami tego artykułu państwa członkowskie
ITU mogą wnioskować o specjalne porozumienia dotyczące
przeznaczenia pasm częstotliwości dla określonych
służb działających w tych państwach, oczywiście w zakresie
zgodnym z postanowieniami RR [2].
Bardzo ważnym systemem radiowym wykorzystywanym
przez jednostki pływające na wodach śródlądowych, zwiększającym
bezpieczeństwo ludzi, jednostek pływających oraz
środowiska naturalnego jest system automatycznego nadawania
identyfikacji tych jednostek (Automatic Transmitter
Identification System), zwany systemem ATIS. Urządzenia
ATIS współpracują z radiotelefonami VHF zainstalowanymi
na jednostkach śródlądowych, nadając cyfrową identyfikację
tych jednostek przy każdej łączności radiotelefonicznej, pozwalając
tym samym uprawnionym administracjom na jednoznaczna
ich identyfikację.
Porozumienie RAINWAT
Porozumienie RAINWAT zostało podpisane w Bazylei 6
kwietnia 2000 roku przez następujące państwa europejskie:
Austria, Belgia, Bułgaria, Chorwacja, Republika Czeska,
Francja, Niemcy, Węgry, Luksemburg, Mołdawia, Holandia,
Polska, Rumunia, Republika Słowacji, Szwajcaria oraz Federacyjna
Republika Jugosławii. [...]
|
Prenumerata
|
|
Amorficzne warstwy uwodornione typu a-Si:C:H oraz a-Si:N:H do zastosowań w ogniwach słonecznych jako pokrycia antyrefleksyjne
|
|
|
BARBARA SWATOWSKA TOMASZ STAPIŃSKI
|
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
[...]
|
|
|
|
Analiza możliwości wytwarzania energii elektrycznej w instalacjach fotowoltaicznych w warunkach klimatycznych polski północnej
|
|
|
EWA RADZIEMSKA PIOTR MELER ALEKSANDRA ROSIŃSKA
|
Konieczność zwiększenia udziału ilości energii elektrycznej,
pochodzącej ze źródeł odnawialnych (OZE) wskazuje na potrzebę
identyfikacji zasobów, analizę techniczną, ekonomiczną
i prawną w warunkach naszego kraju. Zamiana energii
słonecznej na elektryczną możliwa jest dzięki wykorzystaniu
efektu fotowoltaicznego w ogniwach fotowoltaicznych (PV).
Obecnie fotowoltaika jest jedną z najszybciej rozwijających
się gałęzi przemysłu. Dynamika tego wzrostu porównywalna
jest z dynamiką wzrostu przemysłu mikroelektronicznego
w początkowym okresie jego rozwoju. W ostatnich latach
produkcja ogniw fotowoltaicznych wzrastała średnio o około
43% rocznie. Jest to wynikiem postępu w dziedzinie materiałów
i technologii oraz wdrożonych w wielu krajach programów
mających na celu upowszechnienie fotowoltaiki jako czystego
i bezpiecznego źródła energii elektrycznej. Przeprowadzenie
kompleksowych badań, dotyczących możliwości szerokiego
stosowania systemów fotowoltaicznych, opartych na stosowanej
w 90% na świecie technologii krystalicznego krzemu
do pozyskiwania energii elektrycznej w warunkach klimatycznych
Polski Północnej wymaga zaprojektowania, zbudowania
i monitorowania prototypowych instalacji fotowoltaicznych,
całorocznie monitorowanych.
Laboratorium Odnawialnych Źródeł Energii na Wydziale
Chemicznym Politechniki Gdańskiej wyposażone jest w urządzenia
do badania warunków meteorologicznych (nasłonecznienie,
kierunek i prędkość wiatru, temperatura zewnętrzna).
Laboratorium posiada podest, zbudowany na dachu budynku
Chemia C Politechniki Gdańskiej, gdzie prowadzone są pomiary
urządzeń w warunkach naturalnych.
Prace doświadczalne
Badana instalacja
Aby uzyskać jak największą ilość energii elektrycznej z modułów
fotowoltaicznych stosuje się system nadążny za Słońcem.
Reguluje on położenie modułów w dwóch płaszczyznach
w taki sposób, aby natężenie padającego promieniowania
słonecznego było maksymalne. Największe nasłonecznienie
otrzymuje płaszc[...]
|
|
|
|
Badania nad możliwościami jednorodnego domieszkowania warstwy emiterowej struktury fotowoltaicznej w niskiej temperaturze procesu dyfuzji
|
|
|
WOJCIECH FILIPOWSKI KRZYSZTOF WACZYŃSKI EDYTA WRÓBEL KAZIMIERZ DRABCZYK
|
W przeprowadzonych badaniach skupiono się na domieszkowaniu
dyfuzyjnym podłoży krzemowych typu "p" z wykorzystaniem
jako źródła donorów fosforu. Fosfor jako domieszka
dyfundująca pozwala na szybkie obniżenie kosztów
produkcji masowej ogniw słonecznych, co w pełni uzasadnia
kontynuację wybranego kierunku badań. Jako pierwsze
źródło domieszki wykorzystano rozwirowywane szkliwa domieszkowe,
w których źródłem domieszki był kwas ortofosforowy.
Ich skład jest przedmiotem wieloletnich badań prowadzonych
w Instytucie Elektroniki Politechniki Śląskiej [1-3].
Drugim źródłem domieszki była pasta fosforowa P101 firmy
Soltech.
Technologia wytwarzania roztworów
domieszkowo-krzemowych
Przygotowanie roztworu domieszkowego składało się z dwóch
etapów. W pierwszym przygotowano roztwór bazowy, w drugim
właściwy roztwór domieszkowy. Taki podział jest niezwykle
istotny, gdyż na podstawie tego samego roztworu bazowego
można przygotować różne roztwory domieszkowe. Badany
roztwór domieszkowy został przygotowany w oparciu o kwas
ortofosforowy. Kolejne etapy wytwarzania roztworu domieszkowego
przedstawiono w tabeli 1.
Następnie szkliwo było nanoszone na płytki krzemowe
metodą spin-off. Na każdą płytkę nanie[...]
|
|
|
|
Badanie wpływu temperatury na parametry elektryczne krzemowych ogniw fotowoltaicznych
|
|
|
KATARZYNA ZNAJDEK MACIEJ SIBIŃSKI ZBIGNIEW LISIK SYLWIA WALCZAK
|
Krzem krystaliczny jest wciąż dominującym materiałem w światowym
przemyśle fotowoltaicznym. Mimo rozwijających się
technologii cienkowarstwowych, stanowi on wciąż ponad 90%
rynku ogniw słonecznych [1]. Dzieje się tak dlatego, iż jest to
surowiec szeroko dostępny i wystarczająco niezawodny, a jego
właściwości fizyczne zostały już przez lata dobrze poznane.
Na parametry fotowoltaicznych ogniw oraz modułów, eksploatowanych
w warunkach rzeczywistych poza cechami
konstrukcyjnymi, mają również wpływ takie czynniki jak: natężenie
promieniowania słonecznego czy temperatura pracy.
Temperatura ogniwa wystawionego na działanie promieniowania
słonecznego rośnie z czasem od wartości początkowej
do wielkości zależnej od warunków nasłonecznienia i chłodzenia
(wiatr, opady deszczu, sposób mocowania ogniwa).
Nadmierne nagrzewanie się modułów stanowi istotny problem
obniżający jakość systemu fotowoltaicznego. Temperatura
powierzchni absorbującej promieniowanie słoneczne
wzrasta w wyniku następujących procesów: absorpcji promieniowania
słonecznego (nieaktywnej absorpcji fotonów,
Literatura
[1] Kawamura T. et al.: Analysis of MPPT characteristics in photovoltaic
power systems. Solar Energy Materials & Solar Cells, 47
(1997) 155-165.
[2] Radziemska E., Klugmann E.: Sprawność konwersji modułu
fotowoltaicznego i straty energetyczne. Przegląd Elektrotechniczny,
4 (2003) 291-295.
[3] Jain S., Agarwal V.: New current control based MPPT technique
for single stage grid connected PV systems. Energy Conversion
and Management, 48 (2007) 625-644.
[4] Mukerjee A.K., Nivedita Dasgupta: DC power supply used as
photovoltaic simulator for testing MPPT algorithms, Renewable
Energy, 32 (2007) 587-592.
[5] Salas V., Olias E., Lazaro A., Barrado A.: Evaluation of a new
maximum power point tracker (MPPT) applied to the photovoltaic
stand-alone systems. Solar Energy Materials & Solar Cells, 87
(2005) 807-815.
[6] Yu G.J., Jung Y.S., Choi J.Y., Kim G.S., A novel t[...]
|
|
|
|
Baterie słoneczne jako alternatywne źródło energii dla sił zbrojnych RP
|
|
|
DAWID STOGA STANISŁAW MALECZEK
|
Światło słoneczne docierające do powierzchni Ziemi jest
coraz częściej wykorzystywane jako alternatywne źródło
energii [1]. Zainteresowanie pozyskiwaniem energii z tego
praktycznie niewyczerpanego źródła jest widoczne zarówno
ze strony indywidualnych gospodarstw domowych, wielkich
przedsiębiorstw, jak również wśród środowisk naukowych
i militarnych [2]. Możliwe jest to dzięki m.in. technice fotowoltaicznej
pozwalającej na wytworzenie ogniw PV przetwarzających
energię słoneczną bezpośrednio w energię
elektryczną [3]. Ogniwa fotowoltaiczne będące podstawą
budowy baterii słonecznych bazują głównie na materiałach
półprzewodnikowych tworzących złącze typu p-n. Na skutek
dostarczenia zewnętrznej energii w postaci fotonów, następuje
generacja par dziura-elektron w obszarze złącza, które
pod wpływem pola elektrycznego są wymiatane w kierunku
obszaru o odpowiednim typie przewodnictwa. W ten sposób
powstaje siła elektromotoryczna, a zjawisko to zwane jest
efektem fotowoltaicznym wewnętrznym [4]. Ogniwa słoneczne
wytwarzane są głównie na bazie krzemu krystalicznego
(mono- i polikrystalicznego). Mniejszą część stanowią ogniwa
wykonane z krzemu amorficznego, cienkowarstwowych
materiałów półprzewodnikowych (np.: CdTe, CIS-CuInSe2,
GaAs i inne) lub materiałów organicznych [5]. Głównym
czynnikiem warunkującym możliwości zastosowania ogniw
fotowoltaicznych w danym systemie jest jego sprawność,
decydująca o parametrach energetycznych paneli słonecznych.
Możliwość zastosowania systemów fotowoltaicznych
dla potrzeb wojska wymusza spełnienie również innych
znaczących wymagań, m.in. maskowania odporności na
warunki środowiskowe, wymiarów i masy. W opracowaniu
przedstawiono możliwość zastosowania baterii słonecznych
dla potrzeb wojska.
Zastosowanie w wojsku
W ciągu ostatnich dekad obserwowany był szybki rozwój
technologii elektronicznej i informatycznej. Nie[...]
|
|
|
|
Bezpośrednio wytwarzane warstwy katalityczne do zastosowania w ogniwach typu DSSC
|
|
|
JANUSZ WALTER
|
Znaczący postęp w technice wytwarzania ogniw fotowoltaicznych
typu DSSC i ich właściwościach eksploatacyjnych
dokonał się w ciągu ostatnich lat głównie dzięki zastosowaniu
nowych materiałów i udoskonaleniu ich budowy. Podstawową
konstrukcją ogniwa DSSC jest ogniwo o budowie warstwowej,
na którą składają się dwie transparentne płyty ze
szkła TCO umieszczone względem siebie równolegle i oddalone
o około 40 μm. Na jednej z płyt naniesiona jest nanokrystaliczna
warstwa tlenku tytanu pokrytego organicznym
barwnikiem, a na drugiej warstwa katalityczna. Przestrzeń
pomiędzy płytami wypełniona jest elektrolitem. Ogniwa tego
rodzaju mogą generować prąd elektryczny przy oświetleniu
z obydwu stron co umożliwia uzyskanie większej sprawności,
ale wymaga stosowania warstwy katalitycznej charakteryzującej
się dobrą przepuszczalnością promieniowania
widzialnego. Dążenie do dobrej przepuszczalności promieniowania
widzialnego przez warstwę katalityczną skutkuje
również mniejszym udziałem platyny co korz[...]
|
|
|
|
Charakteryzacja materiałów i struktur ogniw słonecznych techniką podczerwieni
|
|
|
TADEUSZ PIOTROWSKI VLADIMIR K. MALYUTENKO MAREK LIPIŃSKI CEZARY POCHRYBNIAK
|
Badania z wykorzystaniem technik podczerwieni są często
stosowane do charakteryzacji ogniw słonecznych jako bezdodykowa,
nieniszcząca, szybka metoda diagnostyczna.
Szczególne zastosowanie znalazły te techniki przy charakteryzacji
polikrystalicznych i multikrystalicznych materiałów
stosowanych w fotowoltaice [1] jako uzupełniające pomiary
elektryczne [2, 3] fotowoltaiczne [4], luminescencyjne [5, 6],
pozwalające na uzyskiwanie obrazów o stosunkowo dużej
rozdzielczości przestrzennej a jednocześnie dające informacje
trudno osiągane innymi metodami. Zaawansowane
metody termowizyjne wykorzystujące termografię fazową
(lock-in) pozwalają wykrywać lokalne miejsca upływności
złącz, zwarć, zmian w rezystancji szeregowej wytwarzające
bardzo małe różnice temperatur [7, 8, 9] w czasie pojedynczych
sekund.
Metodami termowizyjnymi uzyskuje się mapy rozkładu rezystancji
szeregowej górnych warstw metalizacji [8], a także
upływności złącz i przebić charakteryzujących się występowaniem
gorących miejsc. Rezultaty pomiarowe przedstawione
w tej pracy ilustrują możliwości diagnostyczne jakie oferują
te techniki w badaniach zarówno gotowych przyrządów
jak i charakteryzacji materiałów i poszczególnych procesów
technologicznych. Badania termograficzne ujawniające niejednorodności
rozkładu rezystancji szeregowej oraz miejsca
upływności złącza p-n wykonywano w czasie 160 μs impulsu
prądowego co pozwalało na precyzyjniejszą lokalizację źródeł
ciepła.
Do pomiaru czasu życia i rozkładu efektywnego czasu
życia nośników ładunku wykorzystano zmiany emisyjności
w płytce wywoływane impulsowym wstrzykiwaniem nośników
nadmiarowych światłem [10] oraz transmisyjne i emisyjne pomiary
różnicowe przy stacjonarnym pobudzeniu określające
rozkład koncentracji nośników nadmiarowych ładunku.
Podstawy teoretyczne
Zagadnienia termiczne
Techniki termowizyjne wykorzystują do wizualizacji określonych
parametrów obiektu zmianę wnoszoną przez ten parametr
w natężeniu s[...]
|
|
|
|
Ewolucja sieci telewizji kablowej
|
|
|
JAN BOGUCKI
|
Na początku istnienia telewizji, jej program był dostarczany
do abonentów wyłącznie drogą radiową. Również obecnie
jest to ciągle najpopularniejsza forma dostarczania programu
telewizyjnego. Sygnał ze studia telewizyjnego jest wzmacniany,
modulowany i dostarczany do nadajnika. Tam jest ponownie
wzmacniany do wysokiego poziomu mocy, przesuwany
w odpowiednie pasmo częstotliwości i z nadajnika emitowany
w wolną przestrzeń z wykorzystaniem anteny. Z reguły jest
to antena o charakterystyce dookolnej. Każdy z abonentów
musi posiadać zewnętrzną antenę telewizyjną o odpowiedniej
charakterystyce dla danego miejsca i usytuowania nadajnika,
aby móc odbierać określony program.
Wiąże się to z tym, że wszyscy abonenci muszą instalować
z reguły takie same, dla danej lokalizacji anteny odbiorcze.
Zrodziła się myśl, aby w budynkach wielomieszkaniowych
wykorzystać jedną antenę dla obsługi wielu mieszkań.
W ten sposób narodziła się idea antenowej instalacji zbiorowej
(AIZ). Po kilku latach, przy znacznie większej liczbie programów
i to zarówno naziemnych, jak i satelitarnych został
rozbudowany system stacji głównej, aby mógł on obsługiwać
znaczną liczbę abonentów. Powstała więc organizacja skupiająca
pracowników technicznych i administracyjnych dla
obsługi danej grupy odbiorców i tak zrodziła się sieć telewizji
kablowej.
Antenowa instalacja zbiorowa
AIZ jest to system odbioru i rozprowadzania sygnałów radiodyfuzyjnych
w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej
lub w grupach budynków sąsiadujących ze sobą. Do
instalacji antenowej instalacji zbiorowej stosuje się identyczne
anteny naziemne, jak w przypadku indywidualnej instalacji ze
względu na ich profesjonalne wykonanie. W małych lub średnich
budynkach o liczbie do około 200 gniazd potrzebny jest
system z jednym wzmacniaczem.
Na rysunku 1. przedstawiono antenową instalację zbiorową
typu odgałęźnego, nieprzelotową. W instalacjach AIZ stosuj[...]
|
|
|
|
Krzemowe nanostruktury dla ogniw słonecznych
|
|
|
MAREK LIPIŃSKI
|
Fotowoltaika jest jedną z najbardziej dynamicznie rozwijających
się dziedzin technologii. Cała obecna produkcja ogniw
oparta jest na krzemie mono- i multikrystalicznym. Dla
modułów zbudowanych z tego typu ogniw istnieje jednak
limit cenowy spowodowany kosztami materiałowymi płytek
krzemowych, szyb, itp. Ogniwa te należące do tzw. pierwszej
generacji będą w najbliższych latach wypierane przez
ogniwa cienkowarstwowe, które ze względu na mniejsze zużycie
materiału bazowego mogą pozwolić na dalsze zmniejszenie
stosunku cena/moc. Jednak w dalszej perspektywie
ogniwa te również mogą nie osiągnąć odpowiednio niskiego
poziomu ceny, aby mogły być konkurencyjne dla energii
konwencjonalnej, gdyż sprawność tych ogniw może okazać
się zbyt niska (sprawność obecnie produkowanych ogniw
cienkowarstwowych wynosi 10…15%). Teoretyczny limit
sprawności Shockley’a-Queisser’a dla ogniwa jednozłączowego
wynosi 31,0% dla światła słonecznego nieskoncentrowanego
i 40,8% dla światła maksymalnie skoncentrowanego
(Cmax = 46050), dla optymalnej szerokości przerwy
energetycznej. Rekordowa sprawność konwersji dla krzemu
monokrystalicznego FZ wynosi 25% dla ogniwa PERC opracowanego
w laboratorium UNSW. Wartość ta nie odbiega
znacznie od limitu dla ogniwa jednozłączowego dla krzemu
(Eg =1,12 eV). Termodynamiczne limity są natomiast znacznie
wyższe i wynoszą 67 i 87% w zależności od koncentracji
światła [1]. Duża różnica pomiędzy limitami termodynamicznymi,
a limitami dla ogniwa jednozłączowego spowodowana
jest głównie przez dwa czynniki: fotony o energii mniejszej
od przerwy energetycznej Eg nie generują nośników, natomiast
wzbudzone nośniki przez fotony wysokoenergetyczne
oddają nadmiar swojej energii fononom (termalizacja gorących
nośników) zanim zostaną one zebrane przez kontakty
ogniwa.
Wyeliminowanie tych dwóch strat jest wyzwaniem dla
opracowania nowego typu ogniw, których sprawności mogłyby
osiągnąć wartości porównywalne z limitami[...]
|
|
|
|
Krzemowe struktury epitaksjalne dla krawędziowych ogniw słonecznych
|
|
|
JERZY SARNECKI ROMAN KOZŁOWSKI MARIAN TEODORCZYK GRZEGORZ GAWLIK OLGIERD JEREMIASZ DARIUSZ LIPIŃSKI ANDRZEJ BRZOZOWSKI KONRAD KRZYŻAK
|
Przedstawiona w niniejszej pracy idea krawędziowego przetwornika
fotowoltaicznego współpracującego z kolektorem fluorescencyjnym
nawiązuje do rozwiązań proponowanych w latach
siedemdziesiątych ubiegłego wieku, które dotyczyły oświetlanych
krawędziowo wielozłączowych ogniw VMJ (ang. Vertical Multi-
Junctions), utworzonych przez bezpośrednie połączenie szeregu
pojedynczych płytek krzemowych zawierających złącze p-n [1-3].
Zasadniczą zaletą ogniwa VMJ jest możliwość pracy przy bardzo
wysokiej gęstości mocy padającego promieniowania [4-5].
Dla wytworzenia struktury krzemowej przeznaczonej do
konstrukcji krawędziowego ogniwa fotowoltaicznego zastosowano
metodę epitaksjalnego osadzania warstw krzemowych.
Struktura czynna ogniwa została otrzymana w procesie epitaksji
Wnioski
Zastosowana technologia wytwarzania ogniw słonecznych pozwala
na otrzymanie ogniwa o sprawności 14,2%, co świadczy
o możliwości zastosowania jej w produkcji seryjnej. Dodatkowo
badania własności optycznych ogniw pokazują, że w zakresie
długości fali od 500…1000 nm znajduje się ponad 80% fotonów
biorących udział w generacji par elektron‑dziura. Wzrost
sprawności ogniwa uzyskano dzięki teksturowaniu przedniej
powierzchni krzemowej płytki w roztworze 30% KOH pozwalającemu
na zwiększenie powierzchni czynnej ogniwa słonecznego
dzięki wytworzeniu na ich powierzchni nierównomiernie
rozłożonych piramid. Uzyskana rezystancja właściwa świadczy
o dobrym omowym kontakcie elektrody przedniej z krzemem.
Literatura
Rys. 5. Wewnętrzna wydajność kwantowa - EQE dla krzemowego
ogniwa słonecznego, EQE_Si dla wzorca (fotodioda krzemowa
Hamamatsu)
Fig. 5. Internal quantum efficiency of solar cell - EQE for a silicon solar
cell, EQE_Si for a standard (silicon photodiode Hamamatsu)
Rys. 6. Topografia elektrody przedniej oraz strefy jej połączenia
z podłożem krzemowym (SEM)
Fig. 6. Topography of front electrode and its connection zone with Si
substrate (SEM)
[1] Dobrzań[...]
|
|
|
|
Książki
|
|
Robert Sałat, Krzysztof Korpysz, Paweł Obstawski:
Wstęp do programowania sterowników PLC. Wydawnictwa
Komunikacji i Łączności, Warszawa 2010
Sterowniki PLC należą do najbardziej
dynamicznie rozwijających
się segmentów automatyki. Wzrastająca
ich liczba w sterowaniu
produkcją wynika z elastyczności
rozwiązań oraz łatwości współpracy
z innymi systemami, obsługiwanymi
przez PC.
Książka stanowi przewodnik dla
studentów, inżynierów oraz osób zainteresowanych
programowaniem
oraz użytkowaniem sterowników
PLC. Zawiera ogólne informacje
o budowie, działaniu i zastosowaniu
sterowników PLC a także polecenia i funkcje stosowane do
ich programowania. Przedstawiono liczne przykłady poszczególnych
funkcji wykorzystując język drabinkowy - obecnie [...]
|
|
|
|
Laserowe teksturowanie powierzchni krzemu polikrystalicznego
|
|
|
LESZEK A. DOBRZAŃSKI ALEKSANDRA DRYGAŁA
|
Istotny wpływ na zastosowanie obróbki laserowej w różnych
operacjach technologicznych mają właściwości promieniowania
laserowego, które umożliwiają precyzyjną obróbkę różnych
materiałów z wydajnością i dokładnością przewyższającą
znacznie metody konwencjonalne. Cechy promieniowania
laserowego, których uzyskanie nie jest możliwe przy użyciu
innych urządzeń, sprawiają że lasery znalazły wiele zastosowań
w różnych gałęziach przemysłu. Zastosowanie technologii
laserowej w procesie wytwarzania ogniw słonecznych o wysokiej
sprawności przetwarzania promieniowania słonecznego
na energię elektryczną staje się nieodzownym elementem
współczesnej technologii fotowoltaicznej. W fotowoltaice lasery
znajdują najczęściej zastosowanie do izolacji elektrod, wytwarzania
rowków pod zagłębione kontakty, wypalania kontaktów,
domieszkowania, drążenia otworów, cięcia [1‑3].
Laserowe teksturowanie powierzchni krzemu wykonano
przy użyciu systemu laserowego Allprint DN 50A firmy Alltec,
w którym źródłem promieniowania jest laser ze stałym ośrodkiem
czynnym - kryształem granatu itrowo-aluminiowego
domieszkowanego jonami neodymu (Nd:YAG). Zastosowany
laser jest urządzeniem małej mocy wykorzystywanym do precyzyjnej
obróbki w inżynierii powierzchni. W celu uzyskania
impulsów laserowych dużej mocy w trybie pracy pulsacyjnej
w systemie laserowym wykorzystany jest [...]
|
|
|
|
Luminescencyjne koncentratory energii promieniowania słonecznego w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni
|
|
|
OLGIERD JEREMIASZ JERZY SARNECKI WOJCIECH NIKIEL MARIAN TEODORCZYK ARTUR WNUK ROMAN KOZŁOWSKI GRZEGORZ GAWLIK
|
Koncentrator luminescencyjny wykonywany jest w formie płyty
lub folii polimerowej zawierającej centra luminescencyjne.
Padające promieniowanie słoneczne jest absorbowane przez
te centra. Koncentrator pracuje jako światłowód emitując promieniowanie
do umieszczonego na krawędzi koncentratora
ogniwa fotowoltaicznego. Stosowanie koncentratorów luminescencyjnych
umożliwia zastąpienie materiału półprzewodnikowego
tanim polimerem, co wiąże się z obniżeniem kosztów
wytworzenia energii elektrycznej.
Ideę koncentratora luminescencyjnego LSC (ang. Luminescent
Solar Concentrator) przedstawia rys. 1.
W ostatnich latach zespoły badawcze z Wielkiej Brytanii,
Holandii i Niemiec realizując program Unii Europejskiej
"Fullspectrum", zajmują się problematyką koncentratorów
luminescencyjnych. W prowadzonych obecnie badaniach
stosowane są znacznie trwalsze i sprawniejsze barwniki
perylenowe.. Ponadto, jako centra luminescencyjne w polimerowych
koncentratorach LSC można wykorzystać kropki
kwantowe oraz nanomateriały domieszkowane jonami ziem
rzadkich [3].
Luminescencyjny koncentrator słoneczny powinien charakteryzować
się następującymi właściwościami:
- silną absorpcją promieniowania w zakresie długości fal do
950 nm oraz maksimum emisji ~1000 nm,
- minimalnymi stratami w wyniku reabsorpcji,
- bliską jedności wartością kwantowej sprawności luminescencji
(FQY),
- wysoką odpornością na warunki atmosferyczne.
Wybór barwników
O wyborze barwników organicznych decydowały następujące
parametry: sprawność fluorescencji, przesunięcie stokesowskie
determinujące straty związane z reabsorpcją, skuteczność
wprowadzania barwnika w matrycę PMMA oraz trwałość
fotochemiczna [6-8]. Wytypowano kilka rodzajów barwników,
tak aby absorpcja zachodziła dla możliwie szerokiego zakresu
widma światła słonecznego. Kierując się tymi kryteriami
wyselekcjonowano z dwudziestu kilku dostępnych na rynku
barwników następujące barwniki: dcm-pyran, coumarin 151
i styryl9 M. W f[...]
|
|
|
|
Model dyfuzji fosforu w krzemie wykorzystywany do wyznaczania profilu koncentracji domieszki w warstwie emiterowej ogniwa słonecznego
|
|
|
WOJCIECH FILIPOWSKI KRZYSZTOF WACZYŃSKI EDYTA WRÓBEL KAZIMIERZ DRABCZYK
|
Celem prowadzonych przez autorów badań było opracowanie
modelu opisującego proces dyfuzji i pozwalającego na
wyznaczenie profilu koncentracji fosforu (domieszki szybkodyfundującej)
w technologii wytwarzania warstwy emiterowej
jednozłączowego krystalicznego krzemowego ogniwa
fotowoltaicznego. Złącze w takiej strukturze jest złączem
położonym na głębokości kilku dziesiątych mikrometra. Wytworzenie
tak płytko położonego złącza z wykorzystaniem
fosforu jako domieszki donorowej wymaga stosowania niskich
temperatur procesu i krótkich czasów dyfuzji (rzędu
5-10 minut). Takie warunki wytwarzania warstwy emiterowej
są wymagane w technologii wytwarzania tanich ogniw
słonecznych wykorzystującej nanoszenie źródła domieszki
w postaci pasty na płytkę krzemową metodą sitodruku. Ze
względu na bardzo duże rozbieżności pomiędzy profilami
wyznaczonymi na podstawie opisywanych w literaturze modeli
[1-15], a pomiarami rzeczywistych struktur konieczne
stało się opracowanie modelu pozwalającego na wyznaczenie
rozkładu koncentracji domieszki zbliżonego do wyników
uzyskanych z pomiarów.
Parametry procesu dyfuzji
Dyfuzje prowadzono z użyciem, jako źródła domieszki, pasty
fosforowej o symbolu P101 wyprodukowanej przez znanego
producenta, firmę Soltech. Pasta ta zapewnia:
- dobrą stabilność parametrów i długoterminową trwałość,
- dużą zawartość domieszki,
- dobre właściwości związane ze sposobem nakładania (sitodruk).
Naniesiona na pytki krzemowe warstwa pasty stanowiła
wydajne źródło fosforu dla całego procesu domieszkowania
dyfuzyjnego. Sposób nanoszenia pozwala na obniżenie kosztów
co ma szczególne znaczenie dla produkcji wielkoskalowej
[16]. W tabeli 1 przedstawiono parametry procesów domieszkowania
dyfuzyjnego prowadzonych w strefie grzejnej
pieca oporowego z jednostronnie otwartą rurą (w atmosferze
ochronnej azotu).
Dla każdej z próbek, na podstawie profilu rozkładu domieszki
w emiterze ogniwa fotowoltaicznego, wyznaczono
głębokość położenia[...]
|
|
|
|
Modelowanie tylnego lustra Al/Ag/ZnO/Si w cienkowarstwowym krzemowym ogniwie słonecznym
|
|
|
ANDRZEJ KOŁODZIEJ HALINA CZTERNASTEK WITOLD BARANOWSKI MARIUSZ SOKOŁOWSKI
|
W celu podniesienia wydajności w cienkowarstwowych krzemowych
ogniwach słonecznych stosuje się nie tylko konstrukcje
wielozłączowe np. typu tandem, ale również wykorzystuje
się różne sposoby pułapkowania światła w obszarze czynnym
tych struktur. Obecne rozwiązania koncentrują się na
teksturyzacji elektrody od strony podłoża, stosowaniu wielowarstwowych
układów odbijających jako elektrody tylnej lub
rozwiązań mieszanych, uwzględniających również warstwy
antyrefleksyjne w przypadku elektrody frontowej [1-8]. Podejmuje
się również próby stosowania nanostruktur frontowych
oraz tylnych [8-9]. Teksturyzacja od strony podłoża ma nie
tylko korzystny wpływ na wydajność ogniwa słonecznego,
ale w niektórych wypadkach, szczególnie przy konstrukcjach
substrate, może powodować nieciągłości cienkich warstw domieszkowych
typu n i p. Dlatego autorzy ograniczyli się do
wytwarzania i analizy tylnego lustra w układzie wielowarstwowym
z naturalną teksturyzacją aluminium naparowywanego
na strukturę w temperaturze 150°C.
Eksperyment
Próbki ogniw zostały przygotowane na szkle oraz na foli w formie
ogniw typu tandem (rys. 1). W pierwszym przypadku było
to ogniwo złożone ze struktury amorficznej i mikrokrystalicznej,
a w przypadku foli było to ogniwo złożone ze struktury
amorficznego krzemu i amorficznego krzemo - germanu.
Przed nałożeniem tylnej elektrody zmierzono transmisję i od-
Podsumowanie
Wytworzono wielowarstwowe struktury azotku krzemu, w których
po wygrzaniu w 1100oC nastąpiło wytrącenie krzemowych
kropek kwantowych o rozmiarze około 4…5 nm. Maksimum
intensywności fotoluminescencji występuje dla energii
ok. 2,2 eV. Obliczona średnica nanocząstek wynosi ok. 3 nm.
Badania przy użyciu wysokorozdzielczego elektronowego
mikroskopu transmisyjengo HRTEM ujawniło nanocząstki
o średnicy ok. 4…5 nm oraz duże zbliźniaczone nanokryształy
o średnicy nawet 10 nm. Na podstawie uzyskanych obrazów
HRTEM nie jes[...]
|
|
|
|
Moduł mikrofalowy do spektrometru Elektronowego Rezonansu Paramagnetycznego na pasmo L
|
|
|
JAN DUCHIEWICZ ANDRZEJ DOBRUCKI TOMASZ DUCHIEWICZ ANDRZEJ FRANCIK mgr BARTOSZ IDŹKOWSKI ADAM KUTYNIA ANDRZEJ SADOWSKI STANISŁAW WALESIAK
|
Właściwości, zakres zastosowań oraz budowa spektrometru
Elektronowego Rezonansu Paramagnetycznego (EPR) zależą
głównie od wykorzystywanego pasma częstotliwości mikrofalowej,
przy czym najczęściej spotykane w praktyce są
tradycyjne spektrometry na pasmo X (9-10 GHz). Ponieważ
maksymalne, geometryczne rozmiary obiektu, jaki może być
badany metodą EPR są wprost proporcjonalne do długości
fali wykorzystywanego sygnału mikrofalowego, więc w spektrometrach
EPR do badań obiektów o dużych rozmiarach,
w tym obiektów biologicznych wykorzystuje się na ogół niższe
pasma częstotliwości: pasma S (3 GHz) i L (1 GHz) oraz
ostatnio pasmo UHF (250 MHz i 500 MHz). Z drugiej strony,
ze wzrostem częstotliwości sygnału mikrofalowego rośnie
zdolność wykrywania blisko siebie położonych linii rezonansowych.
Z tego też względu buduje się również spektrometry
na pasma wyższe: K (20 GHz) i Q (35 GHz) oraz ostatnio na
pasma V (60 GHz) i W (90 GHz). Jednak ze wzrostem częstotliwości
pracy spektrometru EPR rośnie również jego cena.
W skład spektrometru EPR o fali ciągłej wchodzą następujące,
najważniejsze bloki [1]:
- blok mikrofalowy (nazywany też przez fizyków i chemików
mostkiem mikrofalowym) zawierający generator mikrofalowy
mocy, pomocnicze układy mikrofalowe (tłumik, izolator,
sprzęgacz kierunkowy, układ mostkowy z cyrkulatorem lub
tzw. magicznym T, detektor), pomocnicze układy elektroniczne
(układ stabilizacji częstotliwości generatora, układy
sterujące i zabezpieczające) oraz rezonator pomiarowy,
mieszczący badany obiekt,
- układ odbioru i rejestracji sygnałów EPR (sygnały te są
zwykle bardzo słabe), zawierający wzmacniacz pomiarowy
z detekcją synchroniczną, układ pomocniczej modulacji
pola magnetycznego oraz rejestrator sygnału EPR analogowy
lub cyfrowy,
- źródło pola magnetycznego, składające się z ele[...]
|
|
|
|
Ogniwa fotowoltaiczne na bazie krzemu krystalicznego w aspekcie technologii przemysłowych
|
|
|
KAZIMIERZ DRABCZYK PIOTR PANEK MAREK LIPIŃSKI PAWEŁ ZIĘBA
|
Obecnie na świecie dominującym materiałem bazowym do
produkcji ogniw fotowoltaicznych jest krzem krystaliczny. Powodów
takiej sytuacji jest wiele, warto wymienić tylko kilka z
nich. Produkcja materiału krystalicznego na dużą skalę o dobrych
parametrach technologicznych jest dobrze opanowana.
Krzem jest szeroko rozpowszechniony w przyrodzie, dlatego
też nie istnieje niebezpieczeństwo, że zabraknie go podczas
zwiększania skali produkcji. Technologie, które wykorzystuje
się do produkcji ogniw fotowoltaicznych opartych o krzem krystaliczny,
są znane od wielu lat i rozwijane także w innych
dziedzinach techniki, takich jak przemysł półprzewodnikowy.
Ponadto ogniwa na bazie krzemu krystalicznego osiągają wysokie
sprawności przy wciąż malejących kosztach.
Motorem ciągłego wzrostu produkcji oraz postępu w badaniach
nad technologią ogniw fotowoltaicznych jest zapotrzebowanie
ze strony odbiorców. W roku 2008 moc systemów
fotowoltaicznych zainstalowanych na całym świecie wyniosła
14 730 MW. Warto także podkreślić, iż skala pojedynczych
przedsięwzięć w dziedzinie pozyskiwania energii ze słońca z
użyciem ogniw fotowoltaicznych jest coraz większa. Przykładem
może być oddana do użytku, druga co do wielkości na
świecie, elektrownia słoneczna w Lieberose we wschodnich
Niemczech. Elektrownia ta docelowo będzie miała moc 53
MW. Pozwoli to na zaopatrzenie w energię elektryczną nawet
50 tysięcy mieszkańców. Koszt inwestycji wyniósł 160 milionów
euro. Śmiało można powiedzieć, że technologia krystalicznych
ogniw słonecznych będzie dominująca w fotowoltaice
przez wiele najbliższych lat.
Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Polskiej Akademii
Nauk (IMIM PAN) w Krakowie posiada opracowaną technologię
wytwarzania ogniw słonecznych na krzemie krystalicznym
realizowaną na doświadczalnej linii w Laboratorium Fotowoltaicznym
Instytutu Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Polskiej Akademii
Nauk w Kozach (LF IMIM PAN) [1]. Poszczególne kroki
techno[...]
|
|
|
|
Parametry i zastosowanie modułu słonecznego na bazie krzemowych ogniw multikrystalicznych
|
|
|
BARBARA SWATOWSKA WOJCIECH MAZIARZ ŁUKASZ WIĘCKOWSKI
|
Niekorzystne zmiany klimatyczne, wywołane głównie nadmiernym
wykorzystaniem podstawowych kapitałów naturalnych,
skłaniają nas do ograniczania wytwarzania gazów cieplarnianych
poprzez zastępowanie klasycznych źródeł energii
źródłami odnawialnymi (energia słoneczna, wiatrowa, wodna,
biomasa, itp.). Jednym ze źródeł odnawialnych jest energia
słoneczna, zamieniana na prąd elektryczny w ogniwach fotowoltaicznych
(PV). Systemy fotowoltaiczne są coraz chętniej
instalowane nie tylko w dużych aglomeracjach miejskich
jako źródła pomocnicze, ale przede wszystkim w regionach
odciętych od publicznej sieci energetycznej. Różnorodność
zastosowań takich systemów jest ogromna: ogniwa słoneczne
są jedynym źródłem energii w kosmosie; pojawiają się
samochody o napędzie elektrycznym, zasilane ogniwami
fotowoltaicznymi; statki napędzane energią słoneczną. Z ogniw
mogą być zasilane urządzenia ochrony pastwisk i lasów,
urządzenia osuszające bądź nawadniające, znaki informacyjne
na autostradach itp., w medycynie - np. ambulatoria polowe
w krajach trzeciego świata [1]. Autorzy pracy zastosowali
wytworzony w Akademii Górniczo-Hutniczej moduł słoneczny
do zasilania mobilnego robota inspekcyjnego, wykonanego
w Katedrze Automatyki AGH.
Najpopularniejszym obecnie materiałem bazowym ogniw
słonecznych jest krzem multikrystaliczny. Sprawność wykonywanych
z niego ogniw dochodzi do 16%, w zależności od
zastosowanej warstwy antyrefleksyjnej. Jednym z najistotniejszych
czynników, które mają wpływ na sprawność ogniwa jest
wartość współczynnika odbicia światła od jego powierzchni.
Poprzez nakładanie warstwy antyrefleksyjnej (ARC - AntiReflective
Coating) na powierzchnię ogniwa uzyskuje się efekt
zminimalizowania tego współczynnika. Obecnie stosuje się
kilka rodzajów warstw ARC: TiO2, SiNx, SnxOx, ZnS, MgF2,
Ta2O5, a w ostat[...]
|
|
|
|
Pomiary czasu życia nadmiarowych nośników ładunku w obszarach bliskich granicom ziaren z wykorzystaniem barierowego efektu fotowoltaicznego
|
|
|
TADEUSZ PIOTROWSKI STANISŁAW SIKORSKI SŁAWOMIR KASJANIUK MAREK LIPIŃSKI
|
Czas życia nośników mniejszościowych jest istotnym parametrem
służącym do oceny jakości multikrystalicznego krzemu
przeznaczonego do produkcji ogniw słonecznych. Analizowanie
zmian czasu życia nośników nadmiarowych po poszczególnych
procesach technologicznych takich jak generowanie,
czy pasywacja pozwala na optymalizację tych procesów. Najczęściej
stosowane metody pomiaru czasu życia nośników
prądu w mono i multikrystalicznych płytkach krzemowych
wykorzystują efekt zmian konduktancji półprzewodnika po
wprowadzeniu nadmiarowych nośników ładunku. W praktyce
stosowane są dwie bezkontaktowe metody:
- metoda zaniku w czasie fotoprzewodnictwa po krótkim
impulsie promieniowania wstrzykującego nośniki nadmiarowe
(czas trwania impulsu << czasu życia nośników, zwykle
około 200 ns). Zanik fotoprzewodnictwa rejestrowany
jest poprzez zmiany amplitudy odbitej wiązki mikrofalowej
(μW-PCD) [1-3],
- metoda indukcyjnego pomiaru zmian fotoprzewodnictwa
w warunkach quasi-statycznych (QSSPC) [4,5,6], to znaczy
gdy natężenie strumienia promieniowania generującego
nośniki nadmiarowe zmieniane jest stosunkowo wolno
w stosunku do czasu życia nośników prądu tak, że w każdej
chwili można przyjmować stacjonarny model fotoprzewodnictwa.
Obydwie z wymienionych metod pozwalają na pomiar efektywnego
czasu życia nośników prądu wynikającego z konkretnej
szybkości rekombinacji powierzchniowej występującej na
mierzonej płytce. Osobny problem stanowi wpływ długoczasowych
centrów pułapkowych na pomiary realizowane tymi
metodami. Wpływ ten udaje się zwykle ujawnić i wykluczyć
poprzez stacjonarne dodatkowe oświetlenie płytki.
Metoda μW-PCD pozwala na pomiary czasu życia nośników
prądu w stosunkowo małych obszarach wynikających ze
średnicy sondy wstrzykującej promieniowanie i długości drogi
dyfuzji nośników w badanym obszarze, a także konstrukcji
układu mikrofalowego. Metoda QSSPC zastosowana w urządzeniach
typu Sinton daje rezultaty uśrednione z dużeg[...]
|
|
|
|
Sterowanie MBS termicznym procesem próżniowej selenizacji warstw fotowoltaicznych
|
|
|
MICHAŁ WARZECHA HENRYK JANKOWSKI TERESA KENIG LIDIA MAKSYMOWICZ TADEUSZ PISARKIEWICZ
|
Półprzewodniki trójskładnikowe, których przedstawicielem
jest diselenek miedziowo-indowy, CuInSe2 (CIS), charakteryzują
się dużą absorpcją promieniowania, przez co mają
dużą szansę na zastosowanie w masowej produkcji wysokowydajnych
ogniw fotowoltaicznych [1]. Wytwarzanie cienkiej
warstwy CIS polega na naniesieniu warstw elementarnych
prekursorów Cu, In oraz Se na odpowiednio przygotowane
podłoże, a następnie termicznym uformowaniu docelowego
materiału lub na selenizacji warstw Cu-In. Prekursory metaliczne
są poddawane obróbce termicznej w standardowym
piecu dyfuzyjnym w zamkniętym reaktorze grafitowym zawierającym
źródła par Se [2] lub z wykorzystaniem techniki
szybkiej obróbki termicznej RTP (Rapid Thermal Processing)
[3]. Proces termiczny składa się z dwóch etapów,
przeprowadzanych w różnych temperaturach. Termiczne
wytwarzanie CIS metodą RTP ma wiele zalet technologicznych.
Najważniejsze to skrócenie czasu procesu oraz uzyskanie
powierzchniowej jednorodności materiału. Głównymi
czynnikami, które mają wpływ na jednorodność temperatury
oraz powtarzalność procesu RTP są: źródło promieniowania
podczerwonego, konstrukcja komory oraz system sterowania
temperatury, łącznie z nieinwazyjnym systemem pomiaru
temperatury w czasie rzeczywistym [4].
Budowa urządzeń RTP, a w szczególności kontrola czasowego
profilu temperatury obrabianego materiału są złożonym
zagadnieniem badawczym ze względu na radiacyjny przekaz
energii cieplnej [5,6]. Uzyskanie założonej trajektorii temperatury
zależy od dokładności zastosowanego modelu oraz zaproponowania
odpowiedniego aparatu numerycznego. Procedura
sterowania zbudowanego urządzenia w oparciu o model
matematyczny uwzględnia możliwości pomiarowe oraz sposób
zasilania elementów grzejnych.
Urządzenie RTP
Próżniowy piec RTP zbudowano na bazie zestawu lamp halogenowych
oraz klosza kwarcowego, stanowiącego ściany komory
próżniowej. Lampy umieszczono w reflektorach chłodzonych
wod[...]
|
|
|
|
ŚWIATOWY DZIEŃ TELEKOMUNIKACJI l SPOŁECZEŃSTWA INFORMACYJNEGO 2010
|
|
W tym roku mija 145 lat od podpisania pierwszej Międzynarodowej Konwencji Telegraficznej oraz
stworzenia Międzynarodowego Związku Telekomunikacyjnego.
W kontekście tego doniosłego wydarzenia warto sobie uświadomić jak bardzo techniki łączności
zmieniają świat. To za sprawą rozwoju technik informacyjnych i komunikacyjnych (ICT), pod koniec XX
wieku pojawia się nowa forma funkcjonowania społeczeństwa, które dzisiaj nazywamy społeczeństwem
inf[...]
|
|
|
|
Techniczna charakterystyka systemu automatycznej identyfikacji statków – AIS
|
|
|
JERZY CZAJKOWSKI
|
Automatyczny system raportowania statków, wykorzystujący
morskie pasma zakresu VHF dla nadawania i odbioru sygnałów
transmisji danych został nazwany jako uniwersalny pokładowy
automatyczny system identyfikacji (Universal Shipborne
Automatic Identification System) - AIS [2]. Do jego stosowania
Światowa Konferencja Radiokomunikacyjna przyznała
dwa kanały z zakresu VHF, oznaczając jako:
- AIS 1 - o częstotliwości 161,975 MHz,
- AIS 2 - o częstotliwości 162,025 MHz.
Ponieważ system AIS umożliwia automatyczne przekazywanie
informacji niezbędnych do prowadzenia bezpiecznej
żeglugi takich jak identyfikację statków, ich pozycję, prędkość,
kurs itp. - uznano, iż jego zainstalowanie na statkach podlegających
konwencji SOLAS - stało się obowiązkowe. Urządzenia
AIS na tych statkach określono jako urządzenie klasy
A, natomiast na statkach nie objętych wymaganiami Konwencji
SOLAS - oznaczono jako AIS klasy B.
Obie klasy muszą spełnić wymagania i zalecenia Międzynarodowej
Organizacji Morskiej (IMO), Międzynarodowego
Związku Telekomunikacyjnego (ITU) i Międzynarodowego
Komitetu Elektrotechnicznego (IEC).
AIS klasy A automatycznie transmituje i odbiera następujące
dane [2]:
- statyczne, wprowadzone do pamięci urządzenia przy jego
instalacji na statku i zawierające jego numer identyfikacyjny,
sygnał wywoławczy i nazwę, wymiary statku i jego typ itp.
- dynamiczne, transmitowane z częstotliwością zależną od
wartości prędkości liniowej i stabilności ruchu statku, uaktualniane
automatycznie na podstawie danych pochodzących
z urządzeń statkowych i obejmujące:
a) czas (UTC), kąt drogi nad dnem i prędkość nad dnem
oraz pozycję geograficzną, retransmitowaną ze statkowego
odbiornika radionawigacyjnego podłączonego do
AIS,
b) kurs z żyrokompasu,
c) wprowadzane ręcznie informacje dotyczące podróży
- port przeznaczenia, przewidywany czas przybycia do
tego portu ETA (Estimated Time of Arrival), informacje
o rodzaju przewożonych ładunków.
Układ blok[...]
|
|
|
|
Technika MPPT sposobem maksymalizacji wykorzystania energii elektrycznej generowanej przez moduły fotowoltaiczne
|
|
|
WOJCIECH GRZESIAK EWA RADZIEMSKA
|
Ogniwa fotowoltaiczne (PV) umożliwiają konwersję energii słonecznej
bezpośrednio w energię elektryczną, która może być
użyta do zasilania urządzeń, akumulowana lub oddawana do
sieci elektroenergetycznej. Dzięki stałemu spadkowi cen instalacji
fotowoltaicznych i jednoczesnemu wzrostowi ich sprawności,
systemy PV mogą stać się w przyszłości konkurencyjnymi
źródłami energii. Położenie punktu maksymalnej mocy
MPP (ang. Maximum Power Point) systemu PV na charakterystyce
prądowo-napięciowej zależy od kilku czynników, jak:
nasłonecznienie, obciążenie i temperatura. Ze względu na naturalną
zmienność tych wielkości niezbędne jest stałe śledzenie
tego punktu. Aby to zrealizować, niezbędne jest określenie
wielu parametrów, takich jak: wartości i polaryzacji różnicy potencjałów
pomiędzy punktem maksymalnej mocy a aktualnym
punktem pracy, interwału czasowego pomiędzy pomiarami [1],
aktualnej wartości temperatury i innych. Współczesne układy
mogą wskazywać położenie MPP, bazując jedynie na jednym
z parametrów wyjściowych [8, 11, 19]. Rysunek 1. przedstawia
charakterystyki I-U oraz P-U systemu PV dla określonych, stałych
wartości nasłonecznienia i temperatury. Maksimum krzywej
P-U można wyznaczyć z następującego równania:
(1)
gdzie: P - moc, generowana przez system, U - napięcie, MPP
- punkt maksymalnej mocy.
Z powodu nieliniowości charakterystyki I-U systemu PV,
moc wydzielana na generatorze zależy od położenia punktu
pracy na krzywej obciążenia. Dla określonej wartości natężenia
promieniowania E i temperatury t istnieje tylko jeden
punkt, odpowiadający mocy maksymalnej.
Jeśli tylko wartość natężenia promieniowania E lub temperatury
t zmieni się, obydwie charakterystyki: I-U oraz P-U
ulegną przesunięciu, co ilustruje rys. 2. Aktualna wartość napięcia,
odpowiadająca MPP (UMPP) istotnie zależy od temperatury,
podczas gdy wartość natężenia prądu (IMPP) jest
głównie funkcją natężenia promieniowania słonecznego.
Aby wykorzystać maksymalną m[...]
|
|
|
|
Techniki biometryczne - stan obecny i perspektywa zastosowań
|
|
|
MIROSŁAWA PLUCIŃSKA JAN RYŻKO
|
Rozpoznanie cech fizjologicznych lub behawioralnych człowieka
za pomocą urządzeń, a następnie porównanie uzyskanych
wyników z uprzednio pobranymi wzorcami tych cech,
uwalnia nas od konieczności noszenia pęku kluczy, pliku kart,
czy pamiętania wielu haseł lub kodów. Wysoka dokładność,
jaką uzyskuje się obecnie przy stosowaniu rozwiązań biometrycznych,
pozwala na zapobieganie oszustwom, a także pozwala
eliminować papierowe dokumenty transakcji.
Koniec pierwszej dekady tego wieku skłania do przyjrzenia
się, jakie przemiany następowały w tej dziedzinie w ostatnich
latach [1], a także jakie perspektywy dalszego rozwoju biometrii
rysują firmy analizujące ten rynek i oferujące raporty na
ten temat.
Techniki
Procentowy udział najczęściej używanych technik w rynku
biometrycznym przedstawia tabela 1.
Dane te uzyskano z miesięcznika Biometric Technology
Today (BTT) [2], publikacji International Biometric Group
(IBG) [3, 4] i Acuity Market Intelligence (AMI) [5]. Z tabeli widać,
że dominującą techniką jest rozpoznawanie linii papilarnych,
przy czym większość rozwiązań opartych na tej technice stanowią
systemy automatycznej identyfikacji AFIS (Automated
Fingerprint Identification System). Co więcej, przewidywania
o zmniejszaniu się udziału tej techniki w rynku biometrycznym
w roku 2009 nie sprawdziły się i prawdopodobnie prognozy
dla lat 2015-17 również trzeba będzie skorygować. Wśród
firm zajmujących się techniką rozpoznawania linii papilarnych
należałoby wyróżnić firmę Cross Match Technologies, czołowego
producenta sprzętu i Bio-key Technologies jako najważniejszego
twórcę oprogram[...]
|
|
|
|
Teksturowanie krzemu metodą trawienia chemicznego ze wspomaganiem katalizatora metalicznego w zastosowaniu dla ogniw słonecznych
|
|
|
MAREK LIPIŃSKI JAKUB CICHOSZEWSKI
|
Uzyskanie niskiego współczynnika odbicia światła R(λ)
w szerokim zakresie długości fal, jest kluczem do uzyskania
wysokiej sprawności ogniwa słonecznego. Teksturowanie
powierzchni krzemu jest prostą i skuteczną metodą
obniżającą odbicie światła. Na krzemie monokrystalicznym
o orientacji krystalograficznej (100) anizotropowe trawienie
w alkalicznych roztworach (np. w roztworze KOH) wytwarza
teksturę w postaci mikronowych piramid ograniczonych
ścianami (111). Obecny przemysł fotowoltaiczny stosuje
jednak głównie krzem multikrystaliczny mc-Si. Ponieważ
ziarna krystalitów mc-Si mają różne orientacje, trawienie
anizotropowe nie daje tak dobrych rezultatów jak w przypadku
krzemu monokrystalicznego. W wyniku trawienia
w KOH powierzchnia jest niejednorodna i występują uskoki
pomiędzy ziarnami. Dlatego też obecnie w produkcji masowej
ogniw mc-Si stosuje się izotropowe trawienie kwasowe
w roztworach HF/HNO3, które pozwala uzyskać jednorodne
tekstury o mniejszym współczynniku odbicia R(λ) w porównaniu
z trawieniem w KOH. Odbicie tekstury kwasowej jest
jednak nadal na tyle wysokie, że w istotny sposób ogranicza
sprawność produkowanych ogniw słonecznych. Dlatego też
istnieje pilna potrzeba opracowania nowej metody teksturowania.
Praca prezentuje nową metodę teksturyzacji krzemu
mc-Si: Trawienie chemiczne z wykorzystaniem cząstek metalu
MAE (Metal Assisted Chemical Etching) [1-6]. Metoda
ta polega na osadzeniu cząstek metalu (Au, Ag, Pt, Pd),
a następnie trawieniu chemicznym w roztworze zawierającym
kwas fluorowodorowy HF oraz utleniacz np. H2O2,
HNO3. Cząstki metalu spełniają rolę katalizatora w procesie
trawienia. Przy użyciu MAE uzyskuje się krzem porowaty
o prawie zerowym odbiciu tzw. czarny krzem. Dla
takich powierzchni nie udało się jednak uzyskać poprawy
sprawności, gdyż wraz z rozwinięciem powierzchni wzrasta
również prędkość rekombinacji powierzchniowej. Bardziej
odpowiednie dla ogniw słonecznych są powierzchnie makro[...]
|
|
|
|
Tensometryczny czujnik światłowodowy do badania rozkładu naprężeń w materiale kompozytowym
|
|
|
TOMASZ RYSZARD WOLIŃSKI PIOTR LESIAK MATEUSZ SZELĄG KAROLINA MILEŃKO ANDRZEJ DOMAŃSKI KAZIMIERZ JĘDRZEJEWSKI LECH LEWANDOWSKI ANNA BOCZKOWSKA KRZYSZTOF JAN KURZYDŁOWSKI
|
W wielu rozwiązaniach najnowszej generacji czujników światłowodowych
światło nie opuszcza toru światłowodu, a wpływ
czynnika zewnętrznego jest rejestrowany za pomocą zmiany
stanu polaryzacji (tzw. czujniki polarymetryczne) lub też poprzez
zmianę charakterystyki spektralnej propagującego się
światła (tzw. czujniki z siatką Bragga). Przy pomiarach naprężeń
mechanicznych oba typy czujników światłowodowych
w znacznym stopniu uzupełniają się, a detekcja rzeczywistych
naprężeń wewnątrz materiału kompozytowego odbywa
się przy pomocy rozproszonej w nim sieci takich czujników.
Zaproponowane połączenie obu typów czujników światłowodowych
pozwala z jednej strony na dokładny pomiar takich
parametrów jak naprężenie, ciśnienie czy temperatura,
a z drugiej strony pozwala na wyeliminowanie wzajemnych
wad obu rodzajów czujników. Rozwój metod nadzoru elementów
kompozytowych poprzez wbudowanie w nie czujników
światłowodowych pozwala na lepszą współpracę pomiędzy
poszczególnymi elementami układu oraz eliminację niepożądanego
wpływu układu czujników na właściwości wytrzymałościowe
materiału kompozytowego.
Światłowodowe siatki Bragga charakteryzują się periodyczną
zmianą współczynnika załamania światła na pewnym
odcinku światłowodu [3]. Długość fali odbitej (λB) przez światłowodową
siatkę Bragga, zwana długością fali Br[...]
|
|
|
|
Właściwości elektryczne i optyczne fotoogniw wytworzonych z wykorzystaniem metody sitodruku
|
|
|
LESZEK ADAM DOBRZAŃSKI MAŁGORZATA MUSZTYFAGA ALEKSANDRA DRYGAŁA PIOTR PANEK
|
Zmniejszające się na skutek wieloletniego, ciągłego wydobycia
zapasy kopalnych surowców naturalnych służących
do produkcji energii elektrycznej oraz pogarszający się stan
środowiska naturalnego skłoniły do poszukiwania alternatywnych
źródeł energii, przede wszystkim takich, których eksploatacja
nie powoduje zanieczyszczenia środowiska. Elementarnym
urządzeniem pozwalających na pozyskiwanie energii
elektrycznej z energii promieniowania słonecznego jest fotoogniwo.
Fotoogniwa pracują bezdźwięcznie i bez części ruchomych,
w czasie pracy nie wydzielają żadnych substancji
szkodliwych dla środowiska, a produkowane są dziś z materiałów,
które będą dostępne jeszcze przez długi czas. W efekcie
zaobserwowano, iż technologie wytwarzania energii elektrycznej
z odnawialnych źródeł, która może być dostarczana
do istniejącej sieci energetycznej w małej oraz dużej ilości,
rozwinęły się już do takiego stopnia, że mogą konkurować
z konwencjonalnymi metodami [1-6].
Ogólna charakterystyka ogniw
słonecznych
Ogniwo fotowoltaiczne to urządzenie, w którym następuje
bezpośrednia konwersja energii promieniowania słonecznego
w energię elektryczną. Wśród materiałów stosowanych
do produkcji ogniw słonecznych najbardziej popularny jest
krzem. Klasyczny schemat budowy krzemowego ogn[...]
|
|
|
|
Wytwarzane metodą laserową kontakty punktowe Al-Si w aspekcie zastosowania w ogniwach słonecznych na bazie krzemu krystalicznego
|
|
|
PIOTR PANEK KAZIMIERZ DRABCZYK JADWIGA KWIATKOWSKA PIOTR ROBERT SOCHA
|
Najważniejszym obszarem prac rozwojowo-badawczych
w dziedzinie krzemowych ogniw słonecznych jest osiągnięcie
jak najwyższego współczynnika konwersji fotowoltaicznej
przy minimalizacji grubości płytki krystalicznej. Redukcja
grubości stwarza istotny problem wynikający z faktu, że używana
do uzyskania tylnego kontaktu cienka warstwa aluminium
o grubości około 25 μm, nanoszona metodą sitodruku,
w związku z różnicą współczynnika rozszerzalności cieplnej
wynoszącego dla Si - 2,35·10-6 K-1 a dla Al - 25,3·10-6 K-
1, powoduje wyginanie się płytki, przez co limit jej grubości
umożliwiającej wytworzenie ogniwa w tej technologii jest
określany na 200 μm [1]. Ponadto wytwarzana tylna warstwa
Al posiada w zakresie fal długich współczynnik odbicia zaledwie
na poziomie 70…80% oraz umożliwia jedynie redukcję
prędkości rekombinacji powierzchniowej (SRV) na tylnej powierzchni
do wartości około 500 cm/s [2]. Biorąc pod uwagę
powyższe fakty, jednym z rozwiązań jest pasywacja tylnej
powierzchni ogniwa i wytwarzanie kontaktów punktowych,
co pozwala na zachowanie dużej frakcji tylnej powierzchni
z warstwą pasywującą. Uwodorniona warstwa krzemu amorficznego
(a-Si) zastosowana na Cz-Si, typu p, o rezystywności
6…9 Ωcm, umożliwia po wygrzaniu niskotemperaturowym
redukcję SRV do 30 cm/s [3], a nawet jest możliwe
uzyskanie wartości na niewiarygodnie niskim poziomie 3 cm/s
na Si typu p o rezystywności 1,6 Ωcm i 7 cm/s na Si typu
p o rezystywności 3,4 Ωcm [4]. Aplikacja a-Si w strukturę
ogniwa krystalicznego pociąga jednak za sobą komplikacje
w sekwencyjności jego wytwarzania, a mianowicie konieczność
eliminacji dalszych procesów wysokotemperaturowych
w których warstwa a-Si ulega mikrokrystalizacji. Jedynym
rozsądnym rozwiązaniem wydaje się w tym przypadku wytworzenie
kontaktów punktowych metodą laserową (rys. 1).
Rys. 1. Schemat ogniwa słonecznego z sekwencją kontaktów punktowych wytworzonych impulsem prom[...]
|
|
|
|
Zarys technologii mikrofalowych rezonatorów dielektrycznych wykonanych na bazie tytanianów baru typu Ba6-3xLn8+2xTi18O54
|
|
|
RYSZARD FRENDER ELŻBIETA ZBRZEŹNIAK MICHAŁ ŻEBROWSKI
|
Bardzo ważne miejsce pośród mikrofalowych materiałów
ceramicznych zajęły w ostatnich latach materiały dielektryczne.
Ich szybki rozwój nastąpił wraz z rozwojem takich
dziedzin jak: naziemna i satelitarna telefonia komórkowa
operująca w zakresie częstotliwości mikrofalowych, system
GPS, nadawcze systemy satelitarne radiowe i telewizyjne
oraz radiolokacja. Ceramiczne materiały dielektryczne przyczyniły
się do zrewolucjonizowania ww. dziedzin za sprawą
wykonywanych z nich rezonatorów dielektrycznych, które
znalazły zastosowanie w filtrach, oscylatorach, przesuwnikach
fazy oraz transformatorach i strojnikach impedancji
układów dopasowujących cyrkulatorów i izolatorów ferrytowych.
Kluczowymi parametrami rezonatorów dielektrycznych
są:
1) wymiary rezonatora - ściśle związane z wartością przenikalności
materiału i założoną częstotliwością pracy;
2) współczynnik jakości Q × fr obliczany jako iloczyn dobroci
Q = 1/tgδε i częstotliwości fr (współczynnik jakości
jest w przybliżeniu stały w szerokim zakresie częstotliwości);
3) współczynnik temperaturowych zmian częstotliwości pracy
τf .
Dzięki intensywnym badaniom, prowadzonym w ostatnich
latach, do chwili obecnej rozpoznano dielektryki ceramiczne
charakteryzujące się szerokim spektrum wartości przenikalności
ε' co pozwoliło na wykorzystanie ich w całym dostępnym
zakresie częstotliwości aż do 100 GHz. Materiały o ε' > 40
przyczyniły się do zdecydowanego postępu w miniaturyzacji
podzespołów mikrofalowych zgodnie z zasadą, że długość
fali w danym ośrodku ulega skróceniu proporcjonalnie do
√ε', [1].
W niniejszym artykule przedstawiono niektóre problemy
związane z opracowaniem technologii szczególnej
grupy dielektrycznych materiałów ceramicznych - tytanianów
baru podstawianych metalami grupy lantanu o wzorze
Ba6-3xLn8+2xTi18O54, gdzie jako Ln zastosowano pierwiastki Nd,
La, [2]. Przenikalność tych dielektryków zawiera się w przedziale
ε'∈ [...]
|
|
|
|
Zastosowanie wybranych efektów kwantowych w cienkowarstwowej strukturze krzemowego ogniwa słonecznego
|
|
|
ANDRZEJ KOŁODZIEJ
|
Ze względu na znaczący rynek ogniw słonecznych i monitorów
LCD, w perspektywie krótko i średnioterminowej, następuje
powrót do badań na temat technologii i właściwości
cienkich warstw krzemowych. W przypadku fotostruktur następuje
powrót do kluczowych pytań: jak zwiększyć absorpcje
światła, ruchliwość, efektywność separacji ładunku oraz
ich stabilność. Stan wiedzy, a także próby przeprowadzone
przez autorów są opisane m. in. w pracach [1-6]. Wytwarzane
na świecie cienkowarstwowe ogniwa krzemowe osiągają
wydajności w przypadku próbek do 15%, a użytkowych
modułów 8…11%. Dotychczasowy działania badaczy i inżynierów
skupiały się na wytwarzaniu ogniw wielozłączowych,
krzemowo - germanowych z gradientową przerwą wzbronioną
w oparciu o materiał amorficzny lub mikrokrystaliczny
[1, 2]. Osiągnięte rezultaty w stosunku do przewidywanego
w najbliższej perspektywie zapotrzebowania na czystą
energię, są zdecydowanie niewystarczające i skłaniają środowisko
naukowe do poszukiwania nowych rozwiązań we
wszystkich kategoriach ogniw słonecznych. Uważa się, że
nowe możliwości leżą we wdrożeniu wybranych efektów
kwantowych przy wytwarzaniu struktur fotowoltaicznych.
Zainteresowania skupiają się na efekcie nanostrukturyzacji
powierzchniowej, na różnych formach pułapkowania światła
w ogniwie (np. zastosowanie luster typu Bragg’owskiego),
nanokrystalizacji półprzewodnikowej warstwy czynnej oraz
na wytwarzaniu wieloelementowych studni kwantowych [7-
26]. Wspomniane efekty kwantowe pokazane są schematycznie
na rys. 1.
W kolejnych rozdziałach są dyskutowane ideowo pokazane
na rys. 1. rozwiązania (A, B, C, D). Analiza literatury oraz
doświadczenia autora wskazują, że propozycje A, B i D są
możliwe do realizacji.
Celem tych działań jest zwiększenie wydajności oraz stabilności
cienkowarstwowej struktury ogniwa słonecznego opartego
o warstwy krzemowe i nie stosowanie skomplikowanych
wielozłączowych struktur krzemo-germanowych, które są wytw[...]
|
|
|
|
Twój Profil
Twój koszyk
