ELEKTRONIKA, ENERGETYKA, ELEKTROTECHNIKA ›
ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA ›
2011-4 |
| |
|
|
4 × 4 Butler Matrix in microstrip-slot technology for 5.4–5.7 GHz frequency band
|
|
PATRYK WARMBIER  WŁODZIMIERZ ZIENIUTYCZ
|
A rapid development of wireless communication manifests itself
in the increasing requirements of channel capacity. One of the
solutions to this problem is the switched-beam antenna array
with BM as a feeding network. In this case the N input ports are
interconnected with N output ports loaded with antennas. Feeding
the input port produces an equal current distribution and
linear progression of phase shift between adjacent output ports.
This advantage is used not only in the SDMA (Space Division
Multiple Access) [1] but also in space scanning (e.g. in radar
technique). Serial connection between two BMs could be used
as MPA (Multiport Power Amplifier) [2].
Standard construction of a 4-way BM is presented in
Fig. 1. It is composed of 3 main components: 3-dB quadrature
coupler, 45° phase shifter and a crossover. The most common
circuits are the 4-way and 8-way BMs, constructed of
four and twelve couplers, respectively. Currently many efforts
are undertaken to: (i) allow wideband operation, (ii) eliminate
the crossovers, (iii) miniaturize the circuit.
Most of the projects of BM are realized in microstrip technology.
Relatively narrow bandwidth is the main disadvantage of
this technique. It allows, however, to construct 0 dB couplers
(as modified serial connection between two hybrid couplers),
instead of crossover circuits. The hybrid couplers are generally
built in microstrip technology, where bandwidth broadening is
acquired by using Lange couplers [3]. Bandwidth broadening
can be also achieved by coplanar technology [4] or microstripslot
technology [5]. In these cases two layers of laminates are
used. Many
methods of microstri[...]
|
|
|
|
Autonomiczne hybrydowe systemy fotowoltaiczne wspomagane ogniwami paliwowymi
|
|
|
WOJCIECH GRZESIAK MICHAŁ CIEŻ TOMASZ MAJ EWA KLUGMANN-RADZIEMSKA TADEUSZ PISARKIEWICZ
|
Warunki meteorologiczne w krajach Europy Środkowej,
a w tym i w Polsce, charakteryzują się nierównomiernym rozkładem
promieniowania słonecznego w cyklu rocznym: 80%
całkowitej rocznej sumy nasłonecznienia przypada na sześć
miesięcy sezonu wiosenno-letniego (od początku kwietnia do
końca września). Dodatkowo czas operacji słonecznej w zimie
skraca się do 8 godzin dziennie, a w lecie w miesiącach
najbardziej słonecznych wydłuża się do 16 godzin.
Zmienność dobowa i sezonowa promieniowania słonecznego,
oraz mała gęstość dobowa strumienia energii promieniowania
słonecznego, która nawet w rejonach równikowych
wynosi zaledwie 300 W/m2, zaś w Polsce nie przekracza 100
W/m2, pozwala uzyskać około 100 kWh/m2 w skali roku. Powoduje
to pewne trudności związane z wykorzystaniem energii
Słońca w klimacie Polski.
Z diagramu przedstawionego na rys. 1, na którym pokazano
ilości energii generowane przez system PV o mocy 1 kW
zainstalowany w Warszawie, wynika że średnia ilość energii
elektrycznej wygenerowanej w grudniu jest około 7 razy
mniejsza od wygenerowanej w maju czy też w lipcu.
Rys. 1. Energia elektryczna generowana przez system PV o mocy
1 kW w Warszawie w poszczególnych miesiącach roku (źródło:
Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS))
Fig. 1. Electricity generated by the PV system with power
of 1 kW in Warsaw in different months of the year. (source: Photovoltaic
Geographical Information System (PVGIS))
Elektronika 4/2011 35
W przypadku, kiedy zapotrzebowanie na energię elektryczną
ma stały charakter, niezbędnym jest kosztowne
przewymiarowanie konwencjonalnej instalacji PV, bądź też
zastosowanie instalacji hybrydowej, w której jako dodatkowe
źródło energii wykorzystuje się generator spalinowy, turbinę
wiatrową lub - tak, jak w prezentowanym rozwiązaniu - ogniwo
paliwowe.
Prace dośw[...]
|
|
|
|
Badanie właściwości cienkich warstw antyrefleksyjnych z dwutlenku tytanu w strukturze ogniwa fotowoltaicznego
|
|
|
KRZYSZTOF WACZYŃSKI WOJCIECH FILIPOWSKI KAZIMIERZ DRABCZYK
|
W strukturze klasycznego jednozłączowego ogniwa słonecznego
istotną rolę pełni warstwa antyrefleksyjna (ARC-Anti Reflection
Coating). Obecność na powierzchni struktury ogniwa cienkiej,
przezroczystej dla promieniowania słonecznego warstwy z materiału
o współczynniku załamania światła w przedziale 1,3 ≤ n ≤
2,5 sprawia, że część promieni świetlnych, które uległy odbiciu
od powierzchni krzemu jest zawracana do wnętrza ogniwa.
Dążenie do opracowania prostych i tanich technologii wytwarzania
warstw ARC doprowadziło do przebadania wielu
substancji pod ich kątem zastosowania, jako warstwy antyrefleksyjne.
Poniżej w tabeli 1 przedstawiono materiały wykorzystywane
do wytwarzania warstw antyrefleksyjnych.Jednym z ważnych materiałów, który może być wykorzystany
do wytworzenia cienkiej antyrefleksyjnej warstwy
w technologii jednozłączowych krzemowych ogniw fotowoltaicznych
jest dwutlenek tytanu. Pokrycie powierzchni ogniwa
warstwą dwutlenku tytanu znacznie poprawia parametry
struktury fotowoltaicznej. Poniżej w tabeli 2 przedstawiono
możliwości poprawy parametrów ogniwa fotowoltaicznego
przy zastosowaniu dodatkowej operacji technologicznej, jaką
jest wytworzenie warstwy ARC.
Tab. 2. Porównanie parametrów jednozłączowego krzemowego ogniwa
słonecznego z warstwą antyrefleksyjną wytworzoną na powierzchni
struktury metodą CVD (Chemical Vapor Deposition) (zaczerpnięto z [2])
Tabl. 2. Comparison of single-junction silicon solar cell with ARC on
the surface structure produced by CVD method (Chemical Vapor Deposition)
(taken from [2]) Antyrefleksyjną warstwę z dwutlenku tytanu wykonano przy wykorzystaniu
technologii polegającej na nanoszeniu metodą druku
sitowego specjalnie spreparowanych past na bazie wybranych
związków tytanowych [3]. Prace wykonano Instytucie Chemii
i Technologii Organicznej Politechniki Śląskiej, w laboratoriach
technologicznych Instytutu Elektroniki Politechniki Śląskiej w Gliwicach
oraz w Laboratorium Fotowolta[...]
|
|
|
|
Badanie właściwości cienkich warstw pasywujących z SiO2 w strukturze ogniwa fotowoltaicznego
|
|
|
EDYTA WRÓBEL NATALIA WACZYŃSKA KAZIMIERZ DRABCZYK WOJCIECH FILIPOWSKI
|
Opracowano wiele technologii wytwarzania krzemowych, jednozłączowych
ogniw fotowoltaicznych. Na rysunku 1 przedstawiono
jeden z wariantów taniej technologii wytwarzania
z wykorzystaniem techniki druku sitowego.
W strukturze klasycznego krzemowego jednozłączowego
ogniwa słonecznego (rys. 1) istotną rolę pełni warstwa pasywująca,
wykonana najczęściej z ditlenku krzemu SiO2. Warstwy
tego typu wytwarzane są standardowo przy wykorzystaniu
procesu utleniania termicznego w klasycznych piecach
do obróbki termicznej półprzewodników (rys. 2). Dozowniki
gazów, wyposażone są w saturatory umożliwiające wykonanie
procesu utleniania termicznego w tlenie "suchym" lub "mokrym". W saturatorze jest stosowana woda dejonizowana
o rezystywności na poziomie18 MΩcm.
Obecność na powierzchni krzemu cienkiej warstwy dielektrycznej
poprawia parametry ogniwa. W tabeli 1 przedstawiono
wyniki ilustrujące wpływ obecności warstwy pasywującej
powierzchnię krzemu na parametry struktury
fotowoltaicznej.
Tab. 1. Porównanie parametrów jednozłączowego krzemowego ogniwa
słonecznego z war[...]
|
|
|
|
Bonding monolitycznych mikrofalowych układów scalonych – metody modelowania, wpływ na parametry użytkowe na przykładzie wielobitowego przesuwnika fazy
|
|
|
PIOR SZYMAŃSKI EDWARD SĘDEK
|
Praktyczne wykorzystanie chipa układu MMIC (z ang. Monolithic
Microwave Integrated Circuits) wiąże się z osadzeniem
go za pomocą mikromontażu (bondingu) na podłożu mikrofalowym
w docelowym systemie bądź w obudowie. Wykonanie
obudów nie jest standardową usługą wytwórcy MMIC, ale
w przypadku większych serii produkcyjnych bardzo często służą
one wiedzą merytoryczną i pośrednictwem w wyborze wykonawcy
tej operacji. Decydując się, jak autor niniejszej pracy,
na prototypowe serie produkcyjne (kilkanaście chipów) należy
się liczyć z wykonaniem bondingu na płytkach pomiarowych
lub do systemu docelowego we własnym zakresie. W Polsce
obecnie usługi mikromomtażu są coraz bardziej powszechne
i oferują ją np. PIT SA ITR, Radwar SA, ITE. Przeprowadzone
rozważania i przykłady realizacyjne dotyczą układów monolitycznych
na pasmo S.
Metody mikromontażu układów MMIC
Połączenie mikroskopowych układów MMIC ze światem
makroskopowym wykonywane jest za pomocą przewodów,
przeważnie złotych lub aluminiowych. Średnice tych przewodów
są kompatybilne z rozmiarami padów w chipach (typowo
100 x 100 μm) i w zależności od zastosowania, zwierają
się w przedziale 15…40 μm. Istnieją dwie podstawowe
techniki mocowania przewodów łączących: ball bonding,
wedge bonding; różniące się sposobem, kształtem i właściwościami
realizowanych złączy. Na rys. 1 przedstawiono
zdjęcia obydwu rodzajów bondingu. Charakterystyczne
kształty obydwu połączeń wynikają ze specyfiki ich realizacji.
W ball bonding końce złotego przewodu, w wyniku podgrzania
impulsem elektrycznym topią się i tworzą połączenie
w kształcie kulki (rys. 1b). W technice tej do łączenia
elementów stosuje się wyłącznie pojedyncze lub podwójne
przewody walcowe.
Połączenia typu wedge bonding powstają przez dociśnięcie
przewodu (złotego lub z aluminium) do padu na chipie
narzędziem w kształcie klina, formującym charakterystyczny
odcisk na przewodzie bondującym - rys. 1a). W wedge
bonding stoso[...]
|
|
|
|
Charakteryzacja krzemowych kropek kwantowych w wielowarstwowych strukturach azotku krzemu
|
|
|
MAREK LIPIŃSKI
|
W koncepcji ogniw trzeciej generacji [1] materiałem bazowym
jest krzem w postaci kropek kwantowych umieszczonych
w dielektryku SiO2, Si3N4 lub SiC tworzących tzw. supersieć
kwantową [2-5]. Inżynieria szerokości przerwy energetycznej
takiego materiału poprzez wytwarzanie kropek Si o określonych
rozmiarach, jednorodnie rozmieszczonych w dielektryku
w określonej odległości może dostarczyć takich materiałów,
które są idealnie dopasowane dla ogniwa tandemowego
o określonej liczbie ogniw.
W najprostszym przypadku rozpatruje się ogniwo dwuzłączowe
składające się z ogniwa zwykłego krzemowego i drugiego
ogniwa zbudowanego z super sieci kwantowej o szerokości
przerwy energetycznej 1,7 eV, złożonej z krzemowych
kropek kwantowych o średnicy 2 nm. Ogniwa te są połączone
ze sobą szeregowo złączami tunelowymi. W przypadku ogniwa
tandemowego złożonego z trzech ogniw, dwa ogniwa są
z supersieci kwantowych o szerokości przerwy energetycznej
2 eV i 1,5 eV odpowiednio. Ogniwa te połączone są ze
sobą złączami tunelowymi również z supersieci kwantowych.
Dla nieskończonej liczby złączy pracujących niezależnie
ηmax = 86,8% i 69% dla światła skoncentrowanego, nieskoncentrowanego
odpowiednio.
Eksperyment
Badane struktury
Celem pracy było zbadanie właściwości optycznych wielowarstwowych
krzemowych struktur kwantowych zbudowanych
z krzemowych kropek kwantowych zanurzonych w warstwach
azotku krzemu. Warstwy azotku krzemu SiNx:H wytwarzano
metodą PECVD w urządzeniu Plasmalab System 100 firmy
Oxford Plasma Technology znajdującego się w ITE Warszawie.
Do wzbudzenia plazmy generatora w.cz. 13,56 MHz.
W procesach osadzania stosowano: 5% s[...]
|
|
|
|
Chemiczna modyfikacja powierzchni krzemu krystalicznego do zastosowań w fotowoltaice
|
|
|
GRAŻYNA KULESZA PAWEŁ ZIĘBA
|
W procesie produkcji ogniw słonecznych na bazie krzemu
krystalicznego obróbka chemiczna powierzchni płytki jest
realizowana w czterech podstawowych celach: usunięcia
z każdej strony płytki warstwy zdefektowanej o minimalnej
grubości ~ 7 μm powstającej w procesie cięcia płytki z bloku
piłą drutową, teksturyzacji powierzchni, oczyszczenia powierzchni
z zanieczyszczeń organicznych i metalicznych
oraz usunięcia warstwy szkliwa krzemowo-fosforowego
(PSG) powstającego w procesie domieszkowania ze źródła
POCl3 [1]. Realizacja procesów oczyszczania powierzchni
na bazie roztworów HCl, HF, H2SO4, HNO3, H2O2 i usuwania
PSG w roztworze HF nie stwarza większych problemów,
a badania w tym obszarze dotyczą w zasadzie minimalizacji
czasu reakcji dającej efektywny wynik i redukcji koncentracji
stosowanych roztworów. Proces usuwania warstwy zdefektowanej
i teksturyzacji powierzchni jest natomiast zdeterminowany
orientacją krystalograficzną powierzchni płytki krzemu
krystalicznego. O ile w przypadku Cz-Si w fotowoltaice stosowane
są w zasadzie wyłącznie płytki Si o orientacji (100) to
dla pojedynczej płytki mc-Si, która jest zbiorem wielu ziaren,
orientacja krystalograficzna będzie zależna od orientacji powierzchni
danego ziarna z przedziału (100) - (111). W stosowanych
generalnie w fotowoltaice roztworach na bazie KOH
do trawienia chemicznego płytek o orientacji (100), płaszczyzna
(111) o gęstszym ułożeniu atomów niż płaszczyzna
(100), jest trawiona z mniejszą szybkością. W skutek tego
zjawiska na powierzchni krzemu pojawiają się struktury piramidalne,
zorientowane pod kątem 54,75° (rys. 1). Rys. 1.
przedstawia także schematycznie wpływ tekstury na drogę
optyczną promieniowania bezpośredniego.
W przypadku mc-Si proces teksturyzacji w KOH prowadzi
do niejednorodnej morfologii powierzchni pomiędzy poszczególnymi
ziarnami, a także do powstania uskoków na granicach
ziaren. Trudności procesu teksturyzacji mc-Si starano
się rozwiązać wieloma[...]
|
|
|
|
Cienkie warstwy ZnO:Al jako przezroczyste i przewodzące elektrody
|
|
|
HALINA CZTERNASTEK MARIUSZ SOKOŁOWSKI
|
Zadaniem przezroczystej elektrody jest - oprócz zapewnienia
dobrego kontaktu elektrycznego - wprowadzenie światła
do lub wyprowadzenie światła z aktywnej części urządzenia
optoelektronicznego przy zachowaniu dużej wartości współczynnika
transmisji. Przezroczyste i przewodzące elektrody
są niezbędnym elementem powszechnie stosowanych diod
elektroluminescencyjnych LED (Light Emitting Diode), wyświetlaczy
plazmowych, wyświetlaczy ciekłokrystalicznych
LCD (Liquid Crystal Display), wyświetlaczy z organicznych
diod świecących OLED (Organic Light Emitting Display)
i ogniw słonecznych. Przezroczysta i przewodząca elektroda
musi charakteryzować się wysokim (>80%) współczynnikiem
transmisji w obszarze widzialnym, wysokim współczynnikiem
odbicia (> 60%) w obszarze podczerwieni oraz
dużym przewodnictwem elektrycznym zbliżonym do wartości
przewodnictwa elektrycznego metali. Najlepsze elektrody
spełniające warunek dużej przezroczystości otrzymuje się
modyfikując właściwości szerokopasmowych półprzewodników
tlenkowych. Wysoki współczynnik
transmisji w zakresie
widzialnym wymaga, aby krawędź absorpcji podstawowej
występowała w zakresie ultrafioletu. Własność taką posiadają
tlenki metali o energetycznej przerwie wzbronionej
Eg > 3 eV. Tlenki o składzie stechiometrycznym bez celowo
wprowadzonych domieszek są izolatorami w temperaturze
pokojowej. Jedynym sposobem połączenia wysokiej transmisji
światła z dużym przewodnictwem elektrycznym jest
wytworzenie degeneracji elektronowej poprzez wprowadzenie
zjonizowanych wakansji tlenowych i/lub odpowiednich
domieszek.
Najszerzej stosowanymi przezroczystymi elektrodami są
dwutlenek cyny (SnO2) domieszkowany antymonem lub fluorem,
tlenek indu (In2O3) domieszkowany cyną (znany jako
ITO, Indium Tin Oxide), tlenek cynku (ZnO) domieszkowany
indem lub aluminium
oraz cynian kadmowy (Cd2SnO4)
i indian kadmowy (CdIn2O4), które nie wymagają
domieszkowania.
Warstwy tlenku cynku domieszkowanego aluminium
Zn[...]
|
|
|
|
Efektywne wartości współczynnika dyfuzji dla modelu domieszkowania dyfuzyjnego warstwy emiterowej ogniwa słonecznego
|
|
|
WOJCIECH FILIPOWSKI KRZYSZTOF WACZYŃSKI EDYTA WRÓBEL AGATA SKWAREK KAZIMIERZ DRABCZYK
|
Głównym celem przeprowadzonych badań było wyznaczenie
efektywnych wartości współczynnika dyfuzji dla modelu
procesu dyfuzji zakładającego niezależność współczynnika
dyfuzji od koncentracji dyfundującej domieszki.
Ze względu na bardzo duże rozbieżności pomiędzy profilami
wyznaczanymi na podstawie opisywanych w literaturze
modeli [1-8], a pomiarami rzeczywistych profili koncentracji
metodą SIMS konieczne stało się wyznaczenie
współczynników modelu pozwalających na wyznaczenie
rozkładu koncentracji domieszki zbliżonego do wyników
uzyskanych z pomiarów.
Matematyczny opis procesu dyfuzji
- prawa Ficka
Ilość domieszki dyfundującej w jednostce czasu przez jednostkę
powierzchni przekroju jest proporcjonalna do gradientu
koncentracji, przy czym przesuwanie się domieszki zachodzi
w kierunku mniejszych koncentracji. W przypadku dyfuzji izotropowej,
co zachodzi dla półprzewodników monokrystalicznych,
można napisać tzw. pierwsze prawo Ficka:
(1)
gdzie: J - strumień dyfundujących atomów domieszki, N
- koncentracja atomów domieszki, D - współczynnik dyfuzji.
J = -D⋅ gradN
Stosując równanie ciągłości do (1) otrzymuje się tzw. drugie
prawo Ficka:
(2)
gdzie: t - czas.
W technologii ogniw słonecznych wytwarza się na ogół
struktury płaskorównoległe i dlate[...]
|
|
|
|
Elektronika w pojazdach samochodowych. Część 1. Charakterystyczne narażenia eksploatacyjne
|
|
|
JERZY F. KOŁODZIEJSKI JULIUSZ SZCZĘSNY PIOTR GUZDEK
|
Można przyjąć, że pierwszym urządzeniem elektronicznym
wykorzystywanym w samochodach był odbiornik radiowy (lata
1928-1929, firma Motorola). Począwszy od tego czasu radioodbiorniki
samochodowe były stopniowo rozwijane i udoskonalane,
szczególnie po wprowadzeniu elementów półprzewodnikowych.
Obecnie są one wręcz centrami multimedialnymi,
wyposażonymi w odtwarzacze płyt CD lub DVD, w łącze/łącza
Bluetooth, czytnik kart pamięci i/lub port USB do odtwarzania
muzyki z pamięci mobilnych, a także posiadają rozbudowane
sterowanie. Z takim centrum multimedialnym współpracują
rozmieszczone przestrzennie głośniki, często dużej mocy.
Obok odbiorników radiowych, w samochodach instalowane
są również od ponad kilkunastu lat nadajniki i odbiorniki
do łączności lokalnej, pracujące w paśmie CB (Citizen Band,
27 MHz, moc wyjściowa do 4 W).
Ocenia się, że w początku lat siedemdziesiątych ubiegłego
wieku udział elektroniki w koszcie samochodu wynosił tylko ok.
2%, ponieważ dominującymi były podzespoły mechaniczne
i elektromechaniczne. Ta sytuacja zaczęła się istotnie zmieniać
już w następnej dekadzie, prowadząc do ponad 20% udziału
elektroniki w 2004 roku i prawie 40% udziału obecnie. Przyczyną
tak gwałtownego rozwoju elektroniki samochodowej były
rosnące wymagania dotyczące czystości spalin (np. układ regulacji
lambda), komfortu jazdy (np. klimatyzacja, nawigacja,
urządzenia audio i video) oraz bezpieczeństwa (np. układy ABS,
ESP, poduszki powietrzne, czujniki zbliżeniowe).
W celu ujednolicenia ogólnych wymagań dla układów elektronicznych
stosowanych w pojazdach samochodowych, przedstawiciele
4 firm: Delco, General Motors, Chrysler i Ford prowadzili
od 1992 r. rozmowy w tym zakresie, tworząc w 1993 r. Radę
AEC (Automotive Electronics Council). W ramach jej działalności
powstało szereg norm dotyczących wymagań dla podzespołów
elektronicznych przeznaczonych do zastosowań w motoryzacji,
w tym norma AEC-Q100 dotycząca układów scalonych i norma
AE[...]
|
|
|
|
Krzemowe ogniwa słoneczne z tylnymi kontaktami punktowymi
|
|
|
PIOTR PANEK KAZIMIERZ DRABCZYK JADWIGA KWIATKOWSKA Katarzyna Suchenek
|
Technika laserowa w technologii wytwarzania krzemowych
ogniw słonecznych jest szeroko stosowana przez producentów
do izolacji krawędzi ogniwa po procesie dyfuzji, wytwarzania
ogniw z kontaktami zagrzebanymi (BCSC - Buried Contact Solar
Cell), ogniw z emiterem kanałowym (EWT - Emitter Wrap
Through) i ogniw z metalizacją kanałową (MWT - Metal Wrap
Through) [1]. Koncepcja ogniw z tylnymi kontaktami punktowymi
wytworzonymi promieniowaniem laserowym [2, 3] daje dwie
podstawowe korzyści: umożliwia zachowanie na dużej części
tylnej powierzchni ogniwa warstwy pasywującej czyli warstwy redukującej
prędkości rekombinacji powierzchniowej do poziomu
102 cm/s, a także eliminuje efekt wyginania płytki powodowany
przez warstwę Al nanoszoną metodą sitodruku. Ma to szczególne
znaczenie dla ogniw o grubości poniżej 150 μm dla których
efekt wyginania płytki, spowodowany dziesięciokrotną różnicą
wartości współczynnika rozszerzalności cieplnej Al i Si, może
powodować pękanie typowych ogniw o powierzchni 235 cm2.
Prace doświadczalne
Ogniwa słoneczne wykonano na płytkach krzemu Cz-Si firmy
Solsix o grubości 300 μm, powierzchni 5 x 5 cm, typu p i rezystywności
1 Ωcm. Do formowania tylnych kontaktów punktowych
zastosowano laser znajdujący się w IFJ w Krakowie, typu
Quantel - YG980 Q-Switched Nd:YAG generujący promieniowanie
o długości fali 1064 nm, czasie pojedynczego impulsu 10 nanosekund,
repetycji 10 Hz i średnicy plamki wyjściowej 9,5 mm,
a także impulsowy, iterbowy laser włóknowy (YFL) o mocy 20 W,
generujący promieniowanie o długości fali 1080 nm i czasie impulsu
100 ns, będący własnością komercyjnej firmy NewTech
z Gdyni. Ogniwa słoneczne z tylnymi kontaktami punktowymi
wykonano w oparciu o proces technologiczny klasycznych ogniw
krzemowych, opracowany i realizowany w laboratorium fotowoltaicznym
IMIM [4]. Po usunięciu warstwy szkliwa krzemowo-fosforowego
powstającego w procesie dyfuzji ze źródła POCl3 i warstwy
emitera typu n[...]
|
|
|
|
Metody realizacji pomiarów składowych natężenia promieniowania słonecznego dla monitoringu naukowego w różnych zakresach widmowych na potrzeby zastosowań fotowoltaicznych
|
|
|
EWA KLUGMANN-RADZIEMSKA MICHAŁ MODZELEWSKI
|
W dobie rozwoju generatorów energii pozyskiwanej z nośników
odnawialnych szczególnie istotne jest gromadzenie
danych, dotyczących energii promieniowania słonecznego.
Potencjalnego inwestora w sektorze generatorów słonecznej
energii elektrycznej szczególnie interesują miarodajne dane
pomiarowe, dokumentujące rzeczywiste zasoby środowiska
w nośniki energii odnawialnej i rzeczywiste możliwości utylizacji
energii słonecznej na danym obszarze. Z faktu tego
wynika konieczność usadawiania meteorologicznych systemów
pomiarowych, gromadzących dane na temat kluczowych
dla fotowoltaiki zasobów. Poprawnie zaprojektowany
kompleksowy system pomiarowy zapewnia miarodajne porównanie
energii wyprodukowanej przez system fotowoltaiczny
z ilością energii promieniowania słonecznego. Należy
zwrócić szczególną uwagę na fakt istnienia różnych wielkości
radiometrycznych i konsekwencji tego faktu dla pomiarów
meteorologicznych na potrzeby fotowoltaiki użytkowej.
Istnieją trzy rodzaje wielkości radiometrycznych: energetyczne,
fotometryczne (świetlne) i fotonowe. Każdy z nich
służy do określania innego rodzaju promieniowania. Innymi
słowy obiera się zawsze taki rodzaj wielkości aby najbardziej
miarodajnie opisać charakterystykę promieniowania
padającego. Dla określenia miana wielkości radiometrycznych
używa się w fotowoltaice zawsze wielkości energetycznych.
W artykule tym przedstawiono praktyczne informacje
pozwalające na zbieranie danych w taki sposób, aby można
było je porównać z profesjonalnymi systemami akwizycji
danych.
Rodzaje systemów monitorujących
Specjalistyczne pomiary natężenia składowych promieniowania
słonecznego w różnych zakresach widmowych pod
kątem potencjalnych zastosowań fotowoltaiki nie wchodzą
w zakres badań stacji meteorologicznych IMiGW. Do danych
zbieranych przez stacje meteorologiczne należą: prędkość
i kierunek wiatru, temperatura otoczenia, ciśnienie atmosferyczne,
opad atmosferyczny, zmętnienie i nieprzezroczystość
pow[...]
|
|
|
|
Microprocessor system for wireless monitoring and processing of postmortal parameters transmitted
|
|
|
ANELIYA MANUKOVA LUBOMIRA DIMITROVA
|
The importance of the development and implementation of
methods and technologies in forensic medicine, aiming to improve
the quality of technological operations is an important
point in the forensic doctors’ work. The accuracy of tracking
and processing of obtained results as well as the final conclusions
used as evidence material is the main task for engineering
professionals.
Methods and rules used for assessment of postmortal
changes of examined objects in the literature are shown in
tables, monograms and norms, but there is no common and
objective assessment for determining the prescription of individual’s
death, meaning the occurrence of the event.
Due to the lower degree of utilization of modern methods
and tools to capture postmortal parameters and processing of
obtained results, there are difficulties in determining the time
of the event on examined object.
As the event sets in the temperature of the object is violated,
due to the break off of body-heat regulation. The body
gradually cools down until its temperature reaches the ambient
temperature, or it goes below it by 0,5ºC… 1ºC, because
of the moisture evaporation from the surface. Cooling the
body starts from inside out within 45 to 60 minutes following
the event due to the ongoing processes of energy exchange
inside the object [10, 2, 12].
Factors that influence the temperature characteristics
of the object are: weight, age, clothing, humidity and temperature
of the environment or the air in lab facilities.
Block diagram of a wireless system
for monitoring and processing of postmortal
parameters transmitted
The proper monitoring and reading of individual’s post mortal
parameters is extremely important for determining the exact
moment of the event. This requires the use of accurate electronic
sensors for measuring the characteristic parameters and
improvement of analytical methods and criteria for evaluation
of obtained resul[...]
|
|
|
|
Mikrokontrolery PIC w zastosowaniach badawczych. Część 4. Programowanie w asemblerze. Środowisko MPLAB IDE. Częstotliwościomierz
|
|
|
PAWEŁ BORKOWSKI
|
Poprzednią część kursu skończyliśmy zapowiedzią, że nauczymy
się programować w asemblerze. W przypadku programowania
mikrokontrolerów jest to wciąż bardzo popularny
język programowania, czemu sprzyja fakt dostarczania przez
producentów mikrokontrolerów darmowych kompilatorów programowania
niskopoziomowego. W przypadku firmy Microchip
takim oprogramowaniem jest środowisko MPLAB, które
można bezpładnie pobrać ze strony producenta (http://www.
microchip.com).
Mikrokontrolery z rodziny Mid-Range, do której należą
PIC16F84A oraz PIC16F877A, posiadają tylko 35 rozkazów.
Ich zestawienie przedstawia tabela 1.
Tab. 1. Zestawienie instrukcji układów rodziny Mid-Range
Tabl. 1. Midrange instruction set
Mnemonik,
argumenty Opis Cykle
Zmiany
bitów rejestru
STATUS
Uwagi Przykład
Operacje bajtowe na rejestrach
ADDWF f,d Suma arytmetyczna W i f, wynik w d 1 C, DC, Z 1, 2 addwf R0,1
ANDWF f,d Iloczyn bitowy W i f, wynik w d 1 Z 1, 2 andwf R0,1
CLRF f Zeruj rejestr f. 1 Z 2 clrf PORTB
CLRW Zeruj W. 1 Z clrw
COMF f,d Negacja f, wynik w d 1 Z 1, 2 comf R0,0
DECF f,d Dekrementacja f, wynik w d 1 Z 1, 2 decf R0,1
DECFSZ f,d Dekrementacja f, następna instrukcja będzie pominięta,
jeśli wynikiem w d było 0
1 (2) 1, 2, 3 decfsz R0,1
INCF f,d Inkrementacja f, wynik w d 1 Z 1, 2 incf R0,1
INCFSZ f,d Inkrementacja f, następna instrukcja będzie pominięta,
jeśli wynikiem w d było 0
1 (2) 1, 2, 3 incfsz R0,1
IORWF f,d Suma bitowa W i f, wynik w d 1 Z 1, 2 iorwf R0,0
MOVF f,d Zawartość rejestru f umieść w d 1 Z 1, 2 movf R0,0
MOVWF f Zawartość rejestru W umieść w rejestrze f 1 movwf R0
NOP Nic nie rób 1 nop
RLF f,d Rotacja w lewo bitów rejestru f, wynik w d 1 C 1, 2, 4 rlf R0, 1
RRF f,d Rotacja w prawo bitów rejestru f, wynik w d 1 C 1, 2, 4 rrf R0, 1
SUBWF f,d Odejmij od zawartości rejestru f zawartość rejestru W,
wynik umieść w d
1 C, DC, Z 1, 2 subwf R0,0
SWAPF f,d Zamień miejscami bity [0..3] z bitami [4..7] rejestru f,
wynik w d
1 1, 2 swap[...]
|
|
|
|
Modyfikacja grafu wyjść poprawiająca efektywność wykorzystania iloczynów w strukturze programowalnej
|
|
|
MARCIN KUBICA WOJCIECH SUŁEK DARIUSZ KANIA
|
Synteza logiczna jest od wielu lat tematem prac prowadzonych
w wielu renomowanych ośrodkach naukowych. Pomimo wielu
sukcesów, takich jak na przykład opracowanie efektywnej metody
minimalizacji (Espresso), wciąż występuje konieczność
prowadzenia badań w tej dziedzinie. Całkiem nowe problemy
syntezy pojawiły się wraz z ukazaniem się na rynku układów programowalnych.
Proste struktury PAL z biegiem lat ewoluowały,
co doprowadziło do powstania bardzo złożonych układów. Zasoby
logiczne układów programowalnych dynamicznie wzrastają.
Niestety za rozwojem układów nie nadąża rozwój narzędzi
wspomagających proces syntezy i implementacji projektowanych
układów, opisywanych obecnie w językach opisu sprzętu.
Jedną z głównych przyczyn tego stanu rzeczy jest nieefektywne
dopasowanie projektowanego układu do zasobów logicznych
układu programowalnego. Współczesne układy CPLD w większości
wypadków wykorzystują bloki logiczne typu PAL (rys. 1).
zacji zespołu funkcji w strukturach programowalnych typu PAL
należy metoda klasyczna [1] i metoda wykorzystująca graf
wyjść [1, 2]. Metoda klasyczna jest szeroko stosowana w firmowych
narzędziach do implementacji zespołu funkcji, które
są udostępnione przez producentów układów programowalnych.
Cechą charakterystyczną tej metody jest to, że każda
funkcja wchodząca w skład zespołu funkcji jest realizowana
oddzielenie w odrębnych blokach typu PAL. Zespoły bloków
złożone z kilku lub kilkunastu bloków typu PAL, które są ze
sobą połączone za pomocą wewnętrznych połączeń nazywanych
sprzężeniami zwrotnymi. W metodzie klasycznej z definicji
nie ma "współdzielenia" zasobów logicznych pomiędzy
strukturami realizującymi poszczególne funkcje. Oznacza to,
że przy realizacji klasycznej nie istnieją takie bloki, które jednocześnie
wchodziłyby do różnych struktur odpowiadających
odrębnym funkcjom zespołu. Wadą tego podejścia jest fakt,
że niektóre z implikantów mogą być realizowane wielokrotnie
(osobno dla każdej funkcj[...]
|
|
|
|
Na mocy uchwał ZG SEP z 12 listopada 2010 r. oraz ZG PTETiS z 22 listopada 2010 r. ustanowiony został Rok 2011 Rokiem Profesora Jana Kożuchowskiego
|
|
Profesor Jan Kożuchowski urodził się 19 V 1911 w Łodzi.
Uczęszczał do Państwowego Gimnazjum im. Jędrzeja Śniadeckiego
w Pabianicach o kierunku matematyczno-przyrodniczym.
W trakcie nauki działał w Związku Harcerstwa Polskiego.
Po ukończeniu Gimnazjum w 1931 r, podjął studia
w Wyższej Szkole Handlowej w Warszawie, uzyskując dyplom
jej ukończenia w 1936 r. Od 1932 r. studiował jednocześnie na
Wydziale Elektrycznym, Oddziale Prądów Silnych, Politechniki
Warszawskiej, które ukończył jako inż. elektryk w 1938 r.
W czasie studiów związał się z Katolickim Stowarzyszeniem
Młodzieży Akademickiej "Odrodzenie", działającym przy kościele
akademickim św. Anny w Warszawie.
Pracę zawodową rozpoczął w styczniu 1938 r. w Fabryce
Aparatów Elektrycznych K. Szpotańskiego jako inżynier, lecz
już w marcu przeniósł się do firmy "Elis" w Warszawie przy ul.
Kazimierzowskiej na stanowisko kierownika warsztatów: mechanicznego
i elektrycznego.
Po wybuchu wojny zgłosił się ochotniczo do wojska i został
wciel[...]
|
|
|
|
Numeryczna analiza procesu wytwarzania ogniw słonecznych w oparciu o krzemowe warstwy lateralne
|
|
|
SŁAWOMIR GUŁKOWSKI JAN M. OLCHOWIK KRYSTIAN CIEŚLAK
|
Istotnym czynnikiem hamującym powszechne wykorzystanie
systemów fotowoltaicznych, jako źródła energii, są wciąż zbyt
wysokie ceny modułów PV, na które składa się zarówno koszt
materiałów bazowych, jak i koszt technologii wytwarzania modułów.
Technologie cienkowarstwowe umożliwiają uniknięcie
kosztownego procesu cięcia, który prowadzi do znacznych
strat materiału. Z tego względu technologie cienkowarstwowe,
przy zwiększeniu sprawności konwersji fotowoltaicznej
i zastosowaniu większych powierzchni cienkich warstw, mogą
prowadzić do znacznego obniżenia ceny modułów i zwiększyć
konkurencyjność tej formy pozyskiwania energii [1].
Prace doświadczalne
Do konwersji energii świetlnej w elektryczną wystarczy niewielka
ilość materiału o dużej czystości i obniżonej gęstości
defektów, czyli dobrej jakości, wykrystalizowana w postaci
cienkiej warstwy na podłożu o gorszych parametrach (czyli
łatwiejszym do otrzymania i tańszym). Wytworzenie takiej
struktury jest możliwe dzięki metodzie selektyw[...]
|
|
|
|
Ocena jakości ogniw fotowoltaicznych z krzemu krystalicznego na podstawie wyznaczonych empirycznie różnymi metodami pomiarowymi wartości rezystancji szeregowej w funkcji temperatury
|
|
|
EWA KLUGMANN-RADZIEMSKA MICHAŁ MODZELEWSKI
|
Systemy fotowoltaiczne cieszą się od wielu już lat niesłabnącym
zainteresowaniem naukowców i inwestorów i będą w
przyszłości stosowane powszechnie również w Polsce. Mimo,
iż taki stan rzeczy uzasadnia czynnik ekonomiczny, systemy
PV z krzemu krystalicznego charakteryzują się dysypacją
generowanej energii pod wpływem licznych czynników.
Do najważniejszych zaliczamy spadek wartości parametrów
użytkowych modułów, spowodowany wzrostem temperatury
powierzchni materiału absorpcyjnego oraz niedopasowanie
komponentów systemu fotowoltaicznego. Konsekwencją
pierwszego z tych czynników jest wzrost rezystancji szeregowej
ogniwa krzemowego. Wzrost temperatury ogniw krzemowych
podczas eksploatacji modułu ilustrują termogramy,
przedstawione na rys. 1.
W praktyce wartość rs ogniwa fotowoltaicznego z krzemu
krystalicznego jest sumą oporności omowych jego komponentów
oraz kontaktów. Niektóre z tych komponentów wykazują
ekspotencjalną, a inne liniową zmianę wraz ze wzrostem
temperatury. Rezystancja szeregowa składa się z: rezystancji
emitera re (ang. emitter resistance), rezystancji bazy rb
ang. base resistance), rezystancji kontaktowej przedniego
kontaktu rfc (ang. face contact resistance), rezystancji kontaktowej
tylnego kontaktu rcr (ang. back contact resistance), rezystancji
kontaktowej emitera rec (ang. emiter contact resistance),
rezystancji kontaktu palców rf (ang. fingers resistance)
oraz z wyrażonej na jednostkę długości rezystancji magistrali
zbierającej wygenerowane nośniki ładunku rbb (ang. bus bar
resistance) (rys. 2).
Wartość rs dominuje przede wszystkim: przedni kontakt
oraz warstwa dyfuzyjna [1].
Metody wyznaczania rezystancji szeregowej
Istnieją trzy metody wyznaczania rezystancji szeregowej materiałów
krystalicznych na podstawie obserwacji zmian charakterystyk
prądow[...]
|
|
|
|
Ocena odczuwania migotania światła
|
|
|
GRZEGORZ WICZYŃSKI
|
Migotanie światła to zmienność strumienia świetlnego lub barwy
światła [1], które mogą być wywołane wahaniami napięcia
zasilającego źródło promieniowania. Odczuwanie przez
człowieka efektów tego zjawiska zachodzi w łańcuchu: zmiany
napięcia - źródło światła - oko - mózg [2]. Migotanie światła
powstaje w źródle światła, ale na jego widzenie i odczuwanie
wpływają wszystkie ogniwa łańcucha. Stosowane obecnie
źródła światła są zasilane z sieci elektroenergetycznych. Idealne
napięcie w takich sieciach to sygnał sinusoidalny o znamionowej
częstotliwości i amplitudzie. W takim napięciu nie
występują wahania napięcia wywołujące odczuwalne migotanie
światła [3]. W przypadku wystąpienia zmienności napięcia,
co najmniej jedna z trzech cech idealnego napięcia nie jest
zachowana. Może to skutkować powstaniem wahań napięcia
wywołujących odczuwalne przez człowieka migotanie światła.
W źródle światła energia elektryczna podlega przetworzeniu
na energię promieniowania optycznego. Oko dokonuje
detekcji promieniowania odbitego, rozproszonego lub padającego
bezpośrednio ze źródła. Docierające do oka światło
przechodzi przez rogówkę, komorę przednią, źrenicę, soczewkę
i galaretowate ciało szkliste, a następnie pada na siatkówkę,
tworząc obraz pomniejszony i odwrócony. W siatkówce
znajdują się dwa rodzaje fotoreceptorów: pręciki i czopki.
W fotoreceptorach następuje przekształcenie fal świetlnych
w sygnały elektryczne, wysyłane do mózgu przez nerw wzrokowy.
W ośrodku wzrokowym kresomózgowia sygnały są
łączone i analizowane, w wyniku czego powstaje obraz trójwymiarowy.
Do soczewki przylega tęczówka spełniająca rolę
przysłony kurczącej się pod wpływem bodźców świetlnych,
co powoduje zmianę średnicy źrenicy oka w celu utrzymania
stałej ilości światła padającego na siatkówkę. Zależy to także
od układu nerwowego, reagując na stan emocjonalny, proces
myślenia lub rozwiązywanie problemów. Tęczówka ma zdolność
do zmiany apertury wejściowej oka w zakresi[...]
|
|
|
|
Porównanie struktury i właściwości elektrycznych przednich elktrod ogniw słonecznych wypalanych w piecu taśmowym i selektywnie spiekanych laserowo
|
|
|
LESZEK A. DOBRZAŃSKI M. MUSZTYFAGA ALEKSANDRA DRYGAŁA PIOTR PANEK
|
Rozwój cywilizacji jest ściśle związany ze zużyciem energii
przez człowieka, która służy głównie zaspokojeniu jego potrzeb
egzystencjalnych oraz zapewnieniu postępu technicznego,
uwzględniającego jednocześnie jego zdrowie i bezpieczeństwo.
Zanieczyszczenia środowiska, wyczerpywanie się
zasobów konwencjonalnych źródeł energii (m.in. kopalin tj.:
węgla kamiennego i brunatnego) oraz niepewność ich dostaw
powoduje, że na świecie poszukuje się alternatywnych źródeł
energii, przede wszystkim takich, których eksploatacja nie powodowałaby
pogarszania się stanu środowiska naturalnego.
Jednym z odnawialnych źródeł energii jest Słońce, które spełnia
wszelkie kryteria, pozwalające na zapewnienie pozyskania
energii dla przyszłych pokoleń. Ogniwa słoneczne umożliwią
bezpośrednią konwersję energii promieniowania słonecznego
na energię elektryczną, przy czym ostatnim etapem wytwarzania
ogniwa słonecznego jest wytwarzanie elektrody przedniej.
Kształt i rozmiar elektrody przedniej jest kompromisem
pomiędzy stratami elektrycznymi i optycznymi powstałymi
w wyniku zacienienia powierzchni ogniwa. Właściwe zaprojektowanie
kształtu i rozmiaru elektrody przedniej jest bardzo
istotne ze względu na minimalizację tych strat. Na straty mocy
ogniwa fotowoltaicznego wpływa między innymi rezystancja
strefy połączenia elektrody przedniej z podłożem, a zależy
ona od składu pasty przewodzącej, z którego została wykonana
ścieżka oraz od warunków jej wytwarzania [1-5].
Wytworzenie elektrody przedniej metodą
SLS oraz SP
Wytwarzanie elektrody przedniej ogniwa słonecznego z zastosowaniem
nowoczesnej metody selektywnego spiekania
laserowego SLS (ang. Selective Laser Sintering) przedstawiono
na rysunku 1 oraz klasycznej sitodruku SP (ang. Screen
Printing) na rys. 2. Metoda SP jest stosowana do nanoszenia
kontaktów: przednich z pasty srebrowej oraz tylnych z pasty
aluminiowej, następnie pasty są suszone i wypalane w piecu.
Wykonanie przedniej elektrody [...]
|
|
|
|
Prototyp programowalnego sterownika logicznego dla sprzętowej maszyny wirtualnej
|
|
|
ZBIGNIEW HAJDUK
|
Środowisko programistyczno-uruchomieniowe CPDev (Control
Program Developer) [5, 6], opracowane w Katedrze Informatyki
i Automatyki Politechniki Rzeszowskiej, przeznaczone
jest do projektowania oprogramowania sterowników programowalnych
zgodnie z normą IEC 61131-3. Programy napisane
w jednym z języków programowania, wspieranych przez
CPDev (języki ST, IL, FBD) kompilowane są do uniwersalnego
kodu pośredniego, który po stronie sterownika wykonywany
jest przez maszynę wirtualną. Maszyna wirtualna, będąca
programem napisanym w języku C, jest dedykowana dla konkretnej
platformy sprzętowej. Obecnie istnieją jej implementacje
dla wybranych mikrokontrolerów AVR oraz ARM.
Oprócz programowych implementacji maszyn wirtualnych,
opracowana została również sprzętowa realizacja tej
maszyny, wykorzystująca układy programowalne FPGA [1].
Sprzętowa realizacja maszyny wirtualnej, nazwana w skrócie
maszyną sprzętową, charakteryzuje się znacznie większą
szybkością wykonywanie kodu pośredniego. Przeprowadzone
testy pokazują, że maszyna sprzętowa jest średnio kilkadziesiąt
razy szybsza od jej programowych odpowiedników
z mikrokontrolerami AVR i ARM [1]. Oprócz podstawowej
wersji maszyny sprzętowej, umożliwiającej wykonywanie tylko
jednego programu (zadania) w danym czasie, opracowano
również maszynę sprzętową obsługująca wielozadaniowość
(2 lub więcej programów pracujących całkowicie współbieżnie).
Ta wersja maszyny sprzętowej wykorzystuje architekturę
wielordzeniową.
Maszyna sprzętowa jest rodzajem specjalizowanego, 32-
bitowego mikrokontrolera. Istnieje w postaci tzw. wirtualnego
komponentu (IP core) - modułu opisanego w języku opisu
sprzętu Verilog [2], który w każdej chwili może być potencjalnie
zaimplementowany z wykorzystaniem układów FPGA lub
ASIC. Wirtualny komponent maszyny sprzętowej, wraz z również
opracowanym wirtualnym komponentem modułu komunikacyjnego
umożliwiającym m. in. załadowanie kodu do pamięci
programu maszyny z poziomu śr[...]
|
|
|
|
Rola optoelektroniki w Internecie przyszłości. Część 1
|
|
|
RYSZARD ROMANIUK
|
Rozwój technologii elektronicznych i optoelektronicznych oraz
mikrosystemów a także technik informacyjnych, już od ponad
trzech dekad, w połączeniu z nowym rozumieniem socjologicznym
i psychologicznym sieci globalnej, stanowi stabilne
podłoże bardzo szybkich ewolucyjnych zmian sieci Internet
[1]. Sieć jest badana w znacznie szerszym kontekście niż tylko
zaawansowana infrastruktura techniczna. Szczególną rolę
w rozwoju tej warstwy technicznej, zarówno sprzętowej jak
i programistycznej Internetu odgrywają optyka, fotonika i optoelektronika
[2-5]. Wydaje się, że fotonika, wspólnie z elektroniką
i mechatroniką (mikrosystemy), będzie zdolna w przyszłości
do stworzenia, czegoś więcej niż tylko zaawansowanej
infrastruktury technicznej, w postaci zupełnie nowego rodzaju
interfejsu ‘psychologicznego i fizjologicznego’, a więc zmysłów
i organizmu człowieka do sieci globalnej. Warunkiem jest
istnienie wirtualnej infrastruktury o przepływności nie ograniczającej
aplikacje, w tym przesyłanie zawartości w postaci
obrazów 2D i 3D o dużej rozdzielczości. Ethernet 100 Gbit/s,
nad którym prace wdrożeniowe trwają od kilku lat [6], został
niedawno skomercjalizowany [7-8]. Kolejnym logicznym krokiem,
i wydaje się nieuniknionym, jest fotoniczny Ethernet 1
Tb/s [9] (rozszerzenie standardu IEEE 802.3), a za nim sieć
szkieletowa fotonicznego Internetu przyszłości, już dzisiaj realizowalna
laboratoryjnie, 100 Tbit/s [10]. Kolejnym krokiem,
dzisiaj futurystycznym, będzie 400 Tbit/s, a może nawet 1
Pbit/s. Dzisiaj ustabilizowanym standardem przepływności
na pojedynczy światłowód w sieci szkieletowej, ze względu
na koszty, wydaje się 10 Tbit/s. Przepływność 1 Tbit/s wydaje
się możliwa, i uzasadniona ekonomicznie i technicznie, w niedalekiej
przyszłości, w sieciach dostępowych Ethernet. Silny
nacisk badawczy i techniczny na jak najgłębszą, a w przyszłości
może nawet całkowitą, fotonizację Internetu wynika
z ogromnych postępów techniki światło[...]
|
|
|
|
Rozpoznawanie osób na podstawie kostek dłoni
|
|
|
MICHAŁ CHORAŚ RAFAŁ KOZIK WOJCIECH NOWAKOWSKI
|
W ostatnich latach biometryczne metody identyfikacji zyskały
duże uznanie i popularność, głównie dlatego iż rozwiązują
wiele problemów i wad innych (tradycyjnych) metod identyfikacji
osób. Główną zaletą biometrycznych systemów identyfikacji
jest to, że identyfikowana jest osoba (człowiek), a nie coś
co ze sobą nosi lub musi pamiętać.
Obecnie w powszechnym użyciu jest kilka uznanych i dojrzałych
metod identyfikacji osób (tradycyjnych), w tym identyfikacja
odcisków palców, rozpoznawanie twarzy, rozpoznawanie
głosu oraz rozpoznawanie siatkówki i tęczówki oka.
Systemy bazujące na powyższych metodach można spotkać
podczas uzyskiwania wizy, w paszportach biometrycznych,
czy w dostępie do urządzeń (laptopy, pendrive, itp.). Jednak
oprócz metod tradycyjnych, pojawiają się inne biometryczne
metody identyfikacji osób.
Metody biometryczne można podzielić na następujące
klasy:
metody tradycyjne (inaczej: uznane, dojrzałe),
metody rozwijające się,
metody alternatywne.
Warto zauważyć, że stopień zaawansowania modalności
biometrycznych ulega dynamicznym zmianom; dla przykładu
biometria ucha, jeszcze do niedawna traktowana jako "inna
biometria", obecnie traktowana jest jako metoda dojrzała.
Pomimo stosowania metod należących do biometrii tradycyjnej
(odciski palców, cechy twarzy), wciąż istnieje wiele problemów
oraz wyzwań dla biometrycznej identyfikacji osób. Taka
sytuacja jest szczególnie widoczna w systemach dużej skali
np. kontroli lotnisk i innych miejsc użyteczności publicznej.
Przykładem możliwego zastosowania jest wykorzystanie
rozpoznawania twarzy do porównywania twarzy przechodzących
osób/pasażerów z twarzami terrorystów i osób poszukiwanych,
które przechowywane są w bazie danych. W takim
przypadku, nawet skuteczne systemy charakteryzujące się
parametrem FRR = 2% powodują ogromne problemy: przy
100000 pasażerów dziennie taki błąd powoduje 2000 fałszywych
odrzuceń.
Twórcy komercyjnie wdrażanych systemów muszą sobie
zdaw[...]
|
|
|
|
Rozwój techniki światłowodowej w kraju 2009-2011
|
|
|
JAN DOROSZ RYSZARD ROMANIUK
|
Technika światłowodowa jako część inżynierii materiałowej,
optyki, optoelektroniki, fotoniki i telekomunikacji jest intensywnie
rozwijana w kraju w laboratoriach uczelnianych, a także
w resortowych jednostkach badawczo rozwojowych. Krajowe
środowisko techniki światłowodowej zorganizowane w kilku
stowarzyszeniach, jak: Sekcja Optoelektroniki Komitetu Elektroniki
i Telekomunikacji PAN, Polski Komitet Optoelektroniki
SEP, Sekcja Optyki PTF oraz Polskie Stowarzyszenie Fotoniczne,
spotyka się co półtora roku w czasie krajowych konferencji
światłowodowych pt. "Światłowody i Ich Zastosowania"
w celu podsumowania bieżących osiągnięć i wyznaczenia
kierunku dalszych prac badawczych i technicznych. Podobne
zwyczaje obowiązują w krajowym środowisku techniki laserowej,
obejmującym również technikę światłowodową, które
także spotyka się cyklicznie co trzy lata w Świnoujściu na
Sympozjum Techniki Laserowej STL, organizowanym przez
Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny. Technika
światłowodowa jest także obecna na konferencjach organizowanych
przez Polskie Towarzystwo Ceramiczne, Polskie Towarzystwo
Techniki Sensorowej - organizator cyklu konferencji
Czujniki Optoelektroniczne i Elektroniczne COE, oraz na
corocznej Konferencji Młodych Uczonych WILGA Photonics
Applications and Web Engineering [1].
Światłowody i ich Zastosowanie
(Białowieża 2011)
W dniach 26-29 stycznia 2011 w Białymstoku i Białowieży
odbyła się XIII Krajowa Konferencja pt. Światłowody i ich Zastosowania
[2]. Konferencja była zorganizowana przez Katedrę
Optoelektroniki i Techniki Świetlnej (poprzednio Katedra
Promieniowania Optycznego) na Wydziale Elektrycznym
Politechniki Białostockiej [3] przy współpracy z Oddziałem
Białostockim PTETiS [4]. Organizator konferencji - Katedra
Optoelektroniki i Techniki Świetlnej Politechniki Białostockiej
powstała w 1983 roku założona przez prof. Mieczysława Banacha
(jako zakład Technik Radiacji). Przez wiele lat była
kierowana przez[...]
|
|
|
|
Specjalne systemy fotowoltaiczne do zastosowania w siłach zbrojnych RP - realizacja wniosku rozwojowego
|
|
|
STANISŁAW MALECZEK DAWID STOGA WOJCIECH MALICKI
|
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 fotowoltaicznych
przetwarzających energię słoneczną bezpośrednio
w energię elektryczną [3]. Ogniwa te wytwarzane są obecnie
przede wszystkim na bazie krzemu. 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 zastosowań
militarnych.
Zastosowanie fotowoltaiki w wojsku
W ciągu ostatnich dekad obserwowany był szybki rozwój
technologii elektronicznej i informatycznej. Coraz doskonalsze
i bardziej funkcjonalne urządzenia elektroniczne, stały
się podstawą wyposażenia nowoczesnych armii. Wiele
z tych urządzeń stanowi cześć mobilnego wyposażenia żołnierza.
Konieczność zasilania ich energią elektryczną daje
kierunek rozwoju alternatywnych źródeł energii elektrycznej
[4]. Jest to jedno z głównych założeń prac, których realizację
zapoczątkowano w Wojskowym Instytucie Techniki Inżynieryjnej
(WITI). Baterie słoneczne mogą być stosowane
jako awaryjne lub podstawowe źródło zasilania w miejscach
o ograniczonej infrastrukturze energetycznej. Wykorzystanie
ich podczas operacji militarnych w terenie zapewni pełną
sprawność pododdziałów w przypadku braku dostępu do innych
źródeł zasilania, zachowując tym samym ciszę na p[...]
|
|
|
|
Sposób zagospodarowania uszkodzonych mechanicznie krzemowych ogniw fotowoltaicznych
|
|
|
WOJCIECH GRZESIAK ADAM BIEŃKOWSKI EWA KLUGMANN-RADZIEMSKA TADEUSZ PISARKIEWICZ
|
W procesie produkcji modułów fotowoltaicznych (PV) niejednokrotnie
dochodzi do uszkodzenia mechanicznego pojedynczych
ogniw, mających zwykle kształt prostokątnych cienkich
płytek z krystalicznego krzemu. W warunkach produkcji seryjnej
przyjmuje się, że tego typu odpad stanowi 3…5% stosowanych
ogniw. Biorąc pod uwagę światową produkcję modułów
PV o łącznej mocy na poziomie 5 GW, oznacza to, że uszkodzeniu
ulega nawet 125 mln ogniw rocznie. Uszkodzone ogniwa
traktowane są obecnie jako odpad, trafiający na wysypiska
odpadów, stanowią jednak w znacznej części pełnowartościowy
materiał i po stosownej obróbce mogą być z powodzeniem
wykorzystywane jako mniejsze elementy składowe modułów
fotowoltaicznych o różnych mocach. Warunkiem jest nadanie
tym mniejszym elementom jednakowych rozmiarów, segregacja
na grupy o maksymalnie zbliżonych parametrach elektrycznych
oraz szeregowe lub szeregowo-równoległe łączenie
celem uzyskiwania żądanych wypadkowych parametrów
całego modułu. Korzystnym czynnikiem jest to, że wydajność
mocy elektrycznej z jednostki powierzchni płytki, stanowiącej
ogniwo fotowoltaiczne nie jest zależna od rozmiarów tej
płytki.
Regułę tę zaburzyć mogą jedynie niewłaściwe metody cięcia
i formowania mniejszych elementów z dużych, lecz uszkodzonych
mechanicznie krzemowych płytek ogniwowych.
Opracowanie tej technologii zostało poprzedzone badaniami
racjonalnych metod cięcia uszkodzonych duż[...]
|
|
|
|
Szerokopasmowe symetryzatory realizowane w technice planarnej
|
|
|
ŁUKASZ SOROKOSZ WŁODZIMIERZ ZIENIUTYCZ
|
Symetryzator (ang. balun, złożenie słów balanced-unbalanced)
jest układem zapewniającym transformację pola pomiędzy
prowadnicą asymetryczną, gdzie geometrie przewodu
sygnałowego i uziemienia są różne (np. linia mikropaskowa
lub współosiowa), a prowadnicą o geometrii symetrycznej
(np. paski koplanarne). Dodatkowo, symetryzator może realizować
funkcję transformatora impedancji, np. w układach
zasilania anten.
Układy symetryzujące, w zależności od konstrukcji, różnić
się mogą przeznaczeniem, pasmem pracy oraz poziomem
przenoszonej mocy. W radioelektronice znajdują one zastosowanie
m.in. w konstrukcjach mieszaczy, wzmacniaczy, powielaczy
częstotliwości czy też, jak wspomniano, w układach
zasilania anten [1-2].
Symetryzatory mogą być realizowane jako układy:
- oparte o odpowiednio modyfikowane odcinki linii współosiowej
[1],
- wykorzystujące rdzenie ferromagnetyczne (np. toroidalne)
[1, 3],
- planarne (z elementami o stałych rozłożonych, skupionych
bądź jako układy hybrydowe) [2, 4-8],
- scalone, zbudowane w postaci chipów [9].
Dwie pierwsze z wymienionych powyżej grup, znajdują
zastosowania głównie w systemach względnie wąskopasmowych
i pracujących na stosunkowo niskich częstotliwościach
(np. w systemach telewizyjnych). Przykłady takich układów
opisano w pracach [1, 2, 9]. Generalnie, w zakresie niższych
częstotliwości mikrofalowych (do 3 GHz) stosowane są symetryzatory
różnych typów, jednak w zakresie bwcz. przewagę
uzyskują konstrukcje planarne, które charakteryzują się,
przede wszystkim szerszym pasmem pracy. Przy zastosowaniu
odpowiednich technik, układy takie mogą również spełniać
wymagania stawiane systemom ultraszerokopasmowym
UWB (Ultra Wideband). Tym właśnie układom autorzy poświęcili
dalszą część artykułu.
Systemy ultaszerokopasmowe są w chwili obecnej jednym
z istotnych nurtów techniki radiowej. Z tego też względu
przypomnieć należy, że według Federalnej Komisji Łączności
FCC (Federal Communications Comission) s[...]
|
|
|
|
Teksturowanie krzemu metodą trawienia chemicznego z użyciem katalicznego palladu
|
|
|
MAREK LIPIŃSKI
|
Współczynnik odbicia światła od powierzchni ogniwa słonecznego
jest jednym z najważniejszych parametrów mających
znaczny wpływ na wielkość sprawności konwersji fotowoltaicznej.
Dlatego też żeby obniżyć straty związane z odbiciem
światła od powierzchni ogniwa, powierzchnię płytki krzemowej
poddaje się procesowi teksturowania. Obecnie monokrystaliczne
płytki krzemowe o orientacji krystalograficznej (100)
są teksturowane metodą anizotropowego trawienia chemicznego
w roztworach alkalicznych. Jednakże metoda ta nie jest
efektywna dla krzemu polikrystalicznego z powodu różnie
zorientowanych ziaren krystalitów. Lepsze wyniki uzyskuje
się metodą trawienia kwasowego opartego na roztworach HF/
HNO3, które pozwala na uzyskiwanie w miarę jednorodnych
powierzchni. Powierzchnie teksturowane kwasowo charakteryzują
się jednak dość znacznym odbiciem światła. Ponadto
metoda trawienia kwasowego jest ograniczona tylko do płytek
krzemowych typu as cut, które posiadają mikropęknięcia
wprowadzone przez proces cięcia bloków krzemowych. Metoda
ta daje bardzo złe wyniki jeśli stosuje się ją do taśm polikrystalicznych,
które nie posiadają tego typu defektów.
Nowa metoda teksturowania oparta jest na trawieniu chemicznym
z użyciem katalicznego metalu [1-11]. Zostało już
pokazane, że metoda MAE (Metal-Assisted Chemical Etching)
pozwala na uzyskanie czarnego krzemu z bardzo małym
współczynnikiem odbicia światła [1]. Oparta jest na osadzaniu
na powierzchni krzemu metalicznych klasterów (Au, Ag, Pt,
Pd), które są katalizatorem trawienia chemicznego w rozworach
zawierających kwas fluorowodorowy HF i utleniacz, jak
np. kwas HNO3 lub wodę utlenioną H2O2.
W pracy tej katalizatorem jest pallad nakładany na powierzchnię
płytek Si przez ich zanurzenie w wodnym roztworze
chlorku palladu PdCl2.
Trawienie płytek pokrytych palladem w rozworach HF:
H2O2:H2O lub HF:HNO3:H2O powoduje powstanie krzemu
porowatego. W wyniku następnego trawienia w roztworze
KOH lub HF:HNO[...]
|
|
|
|
Warstwa azotku krzemu jako warstwa antyrefleksyjna i pasywująca dla krzemowych ogniw słonecznych
|
|
|
MAREK LIPIŃSKI
|
Krzem krystaliczny jest najważniejszym materiałem w produkcji
ogniw słonecznych. Około 60% rynku produkowanych
ogniw oparte jest na krzemie multikrystalicznym i około 30%
na krzemie monokrystalicznym. Dzięki dużemu postępowi
w technologii ogniw, różnica pomiędzy sprawnościami ogniw
wykonanych z obydwu materiałów uległa znacznemu
zmniejszeniu. Najważniejszymi ulepszeniami wprowadzonymi
w procesie technologicznym wytwarzania ogniw z krzemu
multikrystalicznego w ciągu ostatnich kilkunastu lat było
zastąpienie teksturyzacji powierzchni wytwarzanej metodą
anizotropowego trawienia w roztworach alkalicznych (np.
w KOH) przez teksturę tzw. kwasową, wytwarzaną metodą
trawienia kwasowego oraz zastąpienie antyrefleksyjnych
warstw (ARC) z TiOx przez warstwy uwodornionego azotku
krzemu SiNx:H.
Proces wytwarzania ogniw słonecznych najczęściej składa
się z kilku etapów przedstawionych w tab. 1. Każdy z etapów
może być realizowany w różny sposób:
- teskturowanie powierzchni, trawienie kwasowe, alkaliczne,
reaktywne trawienie jonowe RIE, grawerowanie laserowe,
- formowanie złącza - wygrzewanie w rurach kwarcowych
płytek Si ze szkliwa PSG naniesionego ze źródła POCl3,
lub wygrzewanie w piecach taśmowych płytek Si z naniesioną
wcześniej warstwą fosforową, lub też poprzez zastosowanie
techniki laserowej,
- usuwanie pasożytniczego złącza z krawędzi poprzez trawienie
chemiczne, plazmowe lub obecnie najczęściej stosowaną
obróbkę laserową.
Jako warstwę antyrefleksyjną najczęściej stosuje się obecnie
warstwy SiNx:H nanoszone przy użyciu metody PECVD typu
remote lub direct przy zastosowaniu urządzeń o dużej przepustowości
i które można podzielić na kilka grup ze względu na
częstotliwość generatora wzbudzającego plazmę tzn: niskiej
(LF), wysokiej (HF), częstości radiowej (RF), bardzo wysokiej
częstotliwości (VHF) i częstotliwości mikrofalowej (MW).
Tab. 1. Etapy procesu technologicznego wytwarzania ogniwa krzemowego
z użyciem techniki sito-druku
[...]
|
|
|
|
Właściwości ochronne i pasywujące amorficznych pokryć antyrefleksyjnych na krzemowe ogniwa słoneczne
|
|
|
BARBARA SWATOWSKA STANISŁAWA KLUSKA SŁAWOMIR ZIMOWSKI
|
Krzem jako materiał bardzo kruchy, zwłaszcza przy grubości
jaką posiada w ogniwach słonecznych - mniej niż 300
μm - dość łatwo ulega uszkodzeniom mechanicznym. Ogniwa
są cienkimi i kruchymi płytkami połączonymi delikatnymi
paskami metalu. Standardowo na powierzchnię ogniw
nanosi się cienką warstwę, której zasadnicze zadanie polega
na tym, że ma minimalizować odbicie światła od jego
powierzchni. Warstwa antyrefleksyjna posiada grubość poniżej
100 nm, ale mimo to może również stanowić zabezpieczenie
powierzchni ogniwa. W procesie technologicznym
produkcji paneli, na etapie laminowania ogniw, ochronną
rolę bezpośrednio przejmuje już folia [1]. Potem od frontu
ogniwa dodatkowo zabezpieczone są twardą płytą szklaną.
Jednakże zanim ogniwa zostaną zalaminowane, istotne jest,
aby uszkodzenia ich powierzchni były jak najmniejsze. Cały
proces produkcji ogniw i paneli musi to uwzględniać i cechować
się dużą czułością i precyzją. Wszelkie rysy, zadrapania
czy mikropęknięcia mogą skutkować upływami prądu. Te
wszystkie niedoskonałości materiałowe mogą mieć jeszcze
większe, niekorzystne znaczenie w podwyższonych temperaturach,
w jakich często pracują ogniwa. Wiąże się to ze
spadkiem sprawności pojedynczego ogniwa, a tym samym
ze zmniejszeniem całkowitej sprawności modułu, ze względu
na szeregowe połączenie ogniw w nim. Straty, wynikające
ze zniszczenia materiału, są z góry wpisane w technologię
produkcji ogniw. Nie oznacza to jednak, że nie można
ich minimalizować. Odpowiednio dobrany skład chemiczny
warstw antyrefleksyjnych, może stać się ich dodatkowym
atutem, a powierzchnia ogniw słonecznych będzie dodatkowo
wzmocniona.
Autorzy pracy wybrali do nanoszenia amorficznych warstw
antyreflek[...]
|
|
|
|
Wpływ obróbki laserowej na topografię powierzchni krzemu polikrystalicznego
|
|
|
LESZEK A. DOBRZAŃSKI ALEKSANDRA DRYGAŁA
|
Przetwarzanie promieniowania słonecznego na energię elektryczną
zależy od szeregu czynników, które ograniczają wydajność
ogniw fotowoltaicznych. Jednym z nich jest odbicie
części padającego promieniowania słonecznego przez przednią
powierzchnię ogniwa fotowoltaicznego. Jest to spowodowane
różnicą współczynników załamania światła w powietrzu
i półprzewodniku. Straty związane z odbiciem padającego
promieniowania można znacznie zredukować przez zastosowanie
warstwy antyrefleksyjnej i teksturowanie powierzchni
ogniwa fotowoltaicznego [1].
Dzięki teksturowaniu powierzchni ogniwa fotowoltaicznego
odbity od powierzchni foton ma szansę po raz drugi być
zaabsorbowany. W przypadku krzemu monokrystalicznego,
konwencjonalną metodą teksturowania powierzchni jest
anizotropowe trawienie, które zachodzi podczas mokrego
trawienia w roztworach alkalicznych np. KOH lub NaOH [2].
Kryształ trawi się z różną szybkością w różnych kierunkach
krystalograficznych, co stwarza olbrzymie możliwości jego
przestrzennego kształtowania (np. strukturę piramidalną dla
orientacji (100)) [3, 4].
Duża selektywność tych odczynników trawiących w stosunku
do różnych orientacji krystalograficznych, ogranicza
ich zastosowanie w teksturowaniu krzemu polikrystalicznego.
Z tego względu podejmuje się badania nad innymi
metodami teks[...]
|
|
|
|
Wpływ rodzaju materiałów stosowanych do laminacji ogniw fotowoltaicznych na ich charakterystykę I-V
|
|
|
KAZIMIERZ DRABCZYK PAWEŁ ZIĘBA
|
Ogniwa fotowoltaiczne postrzegane są jako bardzo nowoczesne
i - co najważniejsze - ekologiczne źródła energii.
Z wielu powodów wydają się być wręcz idealnym źródłem
energii. Jednym z nich jest fakt, iż Słońce, którego energię
ogniwa fotowoltaiczne konwertują na energię elektryczną
można uznać za źródło "nieskończone". Wiek Słońca szacuje
się na 4,6 miliarda lat, jest ono w połowie swojego życia
a to oznacza, że świecić będzie jeszcze przez około 5 miliardów
lat [1]. Same ogniwa także wydają się być konwerterami
energii o żywotności sięgającej kilkudziesięciu lat, pod warunkiem,
że zostaną prawidłowo zabezpieczone przed wpływem
czynników zewnętrznych. Czynniki te mogą prowadzić
nie tyle do uszkodzenia ogniw, co do znaczącego spadku
ich wydajności oraz mają wpływ na estetykę samych ogniw.
Z tego powodu stosuje się bardzo wyrafinowane i trwałe materiały
zabezpieczające, wśród których najpopularniejszym
jest obecnie polimer EVA (Ethylene-Vinyl-Acetate). Standardowo
łączy się ten materiał z wysokiej jakości szkłem hartowanym,
które spełnia także funkcje ochrony przed czynnikami
pogodowymi. Tak powstała warstwa zapewnia ogniwom
żywotność (rozumianą jako odpowiednio wysoka sprawność
konwersji) na poziomie 25 do 30 lat. Szyba jest najbardziej
popularnym rozwiązaniem gdyż łączy w sobie najwięcej zalet,
jednak zdarzają się sytuacje, w których stosowanie szyby jest
niepożądane. Wówczas jedynym rozwiązaniem jest umieszczenie
podłoża nośnego pod ogniwami. Podłożem takim
mogą być blachy stalowe, aluminiowe bądź kompozyty plastikowe.
Przednią stronę ogniw zabezpieczyć wtedy można
przy użyciu materiałów takich jak:[...]
|
|
|
|
Wpływ wewnętrznego lustra na wydajność kwantową fotoogniw wytwarzanych w oparciu o krzemowe warstwy lateralne
|
|
|
KRYSTIAN CIEŚLAK JAN M. OLCHOWIK SŁAWOMIR GUŁKOWSKI
|
Efekt fotowoltaiczny został odkryty przez Antoina C. Becquerel’a
już w 1839 roku, jednak dynamiczny rozwój tej dziedziny nauki
był związany z podbojem kosmosu i zaczął się dopiero
w latach 50. XX wieku. Bezemisyjna produkcja energii elektrycznej
oraz fakt, że Słońce można traktować jako niewyczerpalne
źródło energii spowodował, że ogniwa słoneczne stały
się jednym z podstawowych źródeł energii odnawialnej.
Badania prowadzone w celu ulepszenia fotoogniw mają na
celu zmniejszenie ceny za jednostkę energii elektrycznej wytwarzanej
za pośrednictwem tego typu konwerterów. Można
to osiągnąć na dwa sposoby: zwiększanie wydajności ogniw
słonecznych lub zmniejszanie kosztów ich produkcji. Metoda
wytwarzania fotoogniw za pomocą epitaksji z fazy ciekłej na
częściowo maskowanych podłożach wpisuje się w drugi trend
- zmniejszenie kosztów produkcji.
Eksperyment
Wytwarzanie ogniw słonecznych na bazie lateralnych warstw
epitaksjalnych można podzielić na dwa etapy: wzrost cienkich
warstw krzemowych oraz wytwarzanie fotoogniw.
W celu otrzymania lateralnych warstw krzemowych metodą
epitaksji z fazy ciekłej, została zas[...]
|
|
|
|
Zanieczyszczenia multikrystalicznego krzemu modyfikowanego procesem geterowania
|
|
|
TADEUSZ PIOTROWSKI PIOTR KRUSZEWSKI MAREK LIPIŃSKI
|
Podstawowym parametrem, który charakteryzuje właściwości
rekombinacyjne materiałów przeznaczonych na ogniwa
słoneczne jest czas życia nadmiarowych nośników ładunku
[1-4]. Na czas życia nośników zasadniczy wpływ mają metale
[5, 6] zawarte w materiale wejściowym lub kontaminujące
na powierzchni i rozdyfundowywane w objętości w czasie
procesów termicznych. Procesy rekombinacyjne zachodzące
z udziałem stanów energetycznych wytwarzanych przez metale
są zasadniczą przyczyną redukcji czasu życia nośników
ładunku. Ogromny postęp, jaki się dokonał w kilku ostatnich
dekadach w technologii spowodował, że poziom koncentracji
domieszek metali przejściowych w monokrystalicznym Si,
może być bardzo niski <1×1011 cm-3. Jednak w odróżnieniu
od krzemu monokrystalicznego FZ-Si i Cz-Si, krzem multikrystaliczny
(mc-Si) może zawierać szereg różnych metali przejściowych
takich jak Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Co i Mo z okresu
czwartego, Mo, Pd, Ag, Rh, Ru z okresu piątego oraz W, Os,
Ir, Pt, Au z okresu szóstego metali przejściowych w podwyższonej
koncentracji, rzędu 1×1014 cm-3 wytwarzających tzw.
głębokie poziomy rekombinacyjne oraz znaczne koncentracje
(1018 cm-3) takich pierwiastków jak tlen i węgiel [5]. Dodatkowe
miejsca rekombinacji tworzą defekty rozciągłe takie
jak gęsta sieć granic ziaren, płaszczyzn poślizgu i dyslokacji.
Pasywacja tych centrów rekombinacji poprzez procesy uwodorniania
pozwala na zmniejszenie elektrycznej aktywności
tych defektów [7].
Celem tej pracy było określenie rodzaju oraz koncentracji
zanieczyszczeń metalicznych występujących w produkcyjnym
mc-Si typu p, po procesie geterowania zewnętrznego fosforem
[8, 9], definiujących czas życia nośników ładunku w tym
materiale. Do pomiaru czasu życia nośników ładunku i określenia
koncentracji żelaza, które uważa się za główne zanieczyszczenie
w mc-Si, wykorzystano pomiary zaniku fotoprzewodnictwa
w czasie, metodą mikrofalową (MWPCD), zaś do
identyfikacji innych niż żelazo międzyw[...]
|
|
|
|
Twój Profil
Twój koszyk
