SIGMA-NOT - PORTAL INFORMACJI TECHNICZNEJ - Największa baza artykułów technicznych online

ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA

Miesięcznik ISSN 0033-2089, e-ISSN 2449-9528 - rok powstania: 1960
Czasopismo Stowarzyszenia Elektryków Polskich (SEP) wydawane przy współpracy Komitetu Elektronikii Telekomunikacji PAN

Multifunctional coatings for solar cells application

Karolina Sieradzka Michał Mazur Danuta Kaczmarek Jarosław Domaradzki Damian Wojcieszak

In recent years, an increased interest of nanocrystalline oxide materials was been observed [1, 2]. Such oxides join a few selected, well-defined properties such as high transparency, good electrical conductivity, hydrophilic or hydrophobic properties, antireflective properties, etc. [3, 4]. In contrary to conventional semiconductors, such thin oxide films, prepared for transparent electronics or solar cells application, combine mainly two specific features [5]: high transparency in visible light and the ability of electrical conduction at room temperature. These oxides, depending on the level of electrical resistivity are divided into two groups of materials: Transparent Conducting Oxide (TCO) or Transparent Oxide Semiconductor. However, in the literature, there is increasing number of reports about trying to get the additional properties, but most showed examples of multilayers. For example, it might be a thin oxide films with additional antireflective properties, prepared as TiO2 /SiO2 multilayers [4, 6] in order to obtain the largest possible reduction of light reflectance. Pemble et al. described dual functionality self-cleaning thermochromic films prepared by APCVD method. The multilayers based on VO2 and TiO2 revealed good degradation of stearic acid under UV radiation and thermochromic properties with the switching temperature of 55oC. In the first part of this paper, the possibilities of characterization of nanostructures used in the Laboratory of Optoelectrical Diagnostics of Nanomaterials located at Wroclaw Univeristy of Technology have been showed. Then antireflective, photoactive nanocrystalline Ti-V oxide as a multifunctional thin film has been presented. Directions of current research The scope of current work carried out in the Laboratory involves the research for new, nanocrystalline oxide materials with unique electrical and optical properties, which might be applied as multifunctional coatings for example s [...]

ZAKUP JEDNORAZOWY I DOSTĘP DO WIRTUALNEJ CZYTELNI
PRENUMERATA PAPIEROWA

Metoda płatności: Płatności elektroniczne (karta kredytowa, przelew elektroniczny)
Dostęp do publikacji (format pdf): 6.00 zł	DO KOSZYKA
Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma (format swf) - 1h: 24.60 zł	DO KOSZYKA
Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma (format swf) - 4h: 43.05 zł	DO KOSZYKA
Dostęp do Wirtualnej Czytelni - archiwalne e-zeszyty czasopisma (format swf) - 12h: 73.80 zł	DO KOSZYKA

Prenumerata

Szanowny Kliencie!
Zamów roczną prenumeratę w wersji PLUS a uzyskasz dostęp do archiwalnych publikacji tego czasopisma.
Nie zwlekaj - skorzystaj z tysięcy publikacji o najwyższym poziomie merytorycznym.

prenumerata papierowa roczna PLUS (z dostępem do archiwum e-publikacji) - tylko 540.00 zł
prenumerata papierowa roczna PLUS z 10% rabatem (umowa ciągła) - tylko 486.00 zł *)
prenumerata papierowa roczna - 450.00 zł
prenumerata papierowa półroczna - 225.00 zł
prenumerata papierowa kwartalna - 112.50 zł

okres prenumeraty:

*) Warunkiem uzyskania rabatu jest zawarcie umowy Prenumeraty Ciągłej (wzór formularza umowy do pobrania).
Po jego wydrukowaniu, wypełnieniu i podpisaniu prosimy o przesłanie umowy (w dwóch egzemplarzach) do Zakładu Kolportażu Wydawnictwa SIGMA-NOT.

Zaprenumeruj także inne czasopisma Wydawnictwa "Sigma-NOT" - przejdź na stronę fomularza zbiorczego »

INNE PUBLIKACJE W TYM ZESZYCIE

Algorytm sterowania procesem spalania z wykorzystaniem sygnałów optycznych

Waldemar WÓJCIK Andrzej KOTYRA Konrad GROMASZEK Andrzej SMOLARZ Krzysztof JAGIEŁŁO

Współczesne pojęcie efektywności dotyczy parametrów techniczno- ekonomicznych, jak i ekologicznych - w oparciu o wytyczne Komisji Europejskiej - norm dyrektywy IPPC (Integrated Pollution Prevention and Control), ograniczają emisję NOx, CO i SO2. Instalacje przemysłowe, w których wykorzystywane jest spalanie węgla, muszą efektywnie prowadzić proces spalania w kotłach, które w dużej mierze pochodzą sprzed 50 lat. Dlatego też, przy wytwarzaniu energii opartym na spalaniu węgla kamiennego, brunatnego oraz współspalaniu biomasy, dużo uwagi poświęca się metodom pierwotnym niskoemisyjnych technik spalania [3, 4, 6]. Wykorzystanie skojarzonych z metodami pierwotnymi układów pomiarowych, diagnostycznych oraz wykonawczych pozwoli spełnić rygory dyrektywy LCP (ang. Large Combustion Plants), dotyczącej spalania w kotłach energetycznych, przy redukcji kosztów w stosunku do potencjalnych wdrożeń metod redukcji katalitycznej [4]. Tania redukcja tlenków azotu (NOx) stanowi bardzo istotne zagadnienie [3, 6]. Trudności efektywnego sterowania takim procesem wynikają między innymi: ze wzajemnej interferencji nieliniowych zjawisk fizyko-chemicznych, dużej dynamiki, opóźnień, niedostępności niektórych wielkości pomiarowych oraz z faktu występowania zagrożeń, przy nieprzewidywalnym jego przebiegu. Ponadto, istniejące ograniczenia w zakresie ster więcej »

Alternative solutions for texturization of silicon solar cells

Karolina Drzymała

Teksturyzacja ogniw krzemowych jest istotnym czynnikiem zwiększającym ich sprawność w wyniku zmniejszenia strat odbiciowych. Tekstura wprowadzona w latach 70. wytwarzana była poprzez trawienie chemiczne podłoży krzemowych o orientacji krystalograficznej (100). W patencie zgłoszonym w 1975 roku [1] zaprezentowano jako roztwór trawiący mieszaninę wodorotlenku potasu, glikolu etylenowego i wody. Parametry procesu to: temperatura 80°C, czas trawienia 1 godzina. W rezultacie na powierzchni krzemu wytworzone zostały charakterystyczne struktury w kształcie piramid, będące efektem anizotropowego trawienia i ujawniania się płaszczyzn {111} (rys. 1 i 2). Do dzisiaj z powodzeniem w przemyśle fotowoltaicznym wykorzystywane są roztwory teksturyzujące na bazie KOH. Jed- Rys. 1. Płaszczyzny {111} w krysztale krzemu Rys. 2. Piramida powstająca na powierzchni (100) w trakcie trawienia anizotropowego [2] Rys. 3. Powierzchnia (100) Si trawiona w KO H o różnym stężeniu: a) 70°C, b) 90°C [3] nakże prowadzi się prace dążące do usprawnienia tego procesu przez np. skrócenie czasu trawienia, co prowadzi do oszczędności energii. Szuka się także nowych dodatków (surfaktantów) do podstawowego roztworu w celu uzyskiwania tekstury o niższym współczynniku odbicia niż osiągane do tej pory. Przegląd roztworów teksturujących Wodorotlenek potasu Wodorotlenek potasu jest podstawowym roztworem do teksturyzacji. Wyniki przedstawione w pracy [3] w więcej »

Analityczne rozwiązanie zadania wyznaczenia położenia i prędkości obiektu w 3D przestrzeni za pomocą systemu multistatycznego z czterema odbiornikami

Stanisław Rosłoniec

Jedną z fundamentalnych reguł współczesnej radiolokacji jest wykorzystywanie możliwie wszystkich cech (właściwości) sygnału echa zawierających informację o obiekcie, od którego sygnał ten został odbity. W przypadku obiektu obserwowanego przez system multistatyczny informacja ta może być zawarta w odległości obiektu od nadajnika, w różnicach odległości obiektu od oddalonych wzajemnie odbiorników i w różnicach częstotliwości sygnałów echa (wynikających z efektu Dopplera) odbieranych przez poszczególne odbiorniki [2, 4, 11, 13]. Zmierzone różnice odległości (czasu odbioru) i częstotliwości umożliwiają wyznaczenie położenia obiektu i wektora jego prędkości metodami TDOA (ang. Time Differences Of Arrival) i FDOA (ang. Frequency Differences Of Arrival) [3, 5, 10]. Niewątpliwie najbardziej interesujący i ważny dla praktyki jest scenariusz, w którym obiekt przemieszcza się w trójwymiarowej (3D) przestrzeni. Do wyznaczenia położenia i wektora prędkości tego obiektu mogą być wykorzystywane różne systemy multistatyczne złożone z co najmniej jednego, niezależnego nadajnika i czterech odbiorników. Warunek ten ma następujące uzasadnienie. Istotą metody TDOA w zastosowaniu do wyznaczania współrzędnych (x, y, z) obiektu jest wykorzystywanie trzech różnic czasowych, a właściwie odpowiadających im trzech różnic odległościowych. Do wyznaczenia tych różnic konieczne są co najmniej cztery pomiary czasu odbioru sygnałów echa przez cztery wzajemnie oddalone odbiorniki. Innymi słowy, rozwiązaniem układu czterech równań nieliniowych sformułowanego dla systemu czterech odbiorników są trzy współrzędne obiektu i jego odległość do odbiornika odniesienia, względem której określane są różnice odległości. Przedstawione uzasadnienie odnosi się także do warunku pomiaru co najmniej czterech częstotliwości sygnałów echa, na podstawie których wyznacza się trzy różnice częstotliwościowe, a następnie metodą FDOA trzy składowe (ϑx, ϑy, ϑz) wektora więcej »

Analiza czułości w rezystancyjnych czujnikach wielowarstwowych w obecności amoniaku

Grzegorz HALEK Helena TETERYCZ Kamil WIŚNIEWSKI Patryk HALEK Patrycja SUCHORSKA

Od kilku dekad obserwuje się dynamiczny rozwój techniki sensorowej, w szczególności rezystancyjnych czujników gazu. Jednak mimo licznych badań poczynionych w tym zakresie, do tej pory nie udało się w sposób zadowalający rozwiązać problemu dobrej selektywności sensorów przy zachowaniu odpowiedniego poziomu czułości. Duże trudności sprawia również analiza bardzo złożonych procesów fizykochemicznych zachodzących w tego typu sensorach. Jedną z technik poprawy parametrów użytkowych sensorów jest budowanie struktur z warstw różniących się właściwościami elektrycznymi i katalitycznymi [1]. Warstwa mająca bezpośredni kontakt z elektrodami pełni funkcję właściwej warstwy aktywnej, zaś inne materiały nakładane na nią działają jako warstwa (filtr aktywny) modyfikująca parametry czujnika. Bezpośredni kontakt z analizowaną atmosferą ma tylko warstwa filtru aktywnego. Na powierzchni tej warstwy ulegają adsorpcji i dezaktywacji cząsteczki interferującego gazu. W wyniku t więcej »

Analiza zjawisk w czujnikach chemicznych z warstwą przyelektrodową

Helena TETERYCZ Patryk HALEK Patrycja SUCHORSKA Olga RAC Marta FIEDOT Dominika OLEŚ Grzegorz HALEK Kamil WIŚNIEWSKI

Chemiczne rezystancyjne czujniki gazu charakteryzują się przede wszystkim niską ceną i relatywnie dobrymi parametrami użytkowymi [1]. Duże znaczenie ma również ich prosta konstrukcja. Typowo składają się one z podłoża, grzejnika, elektrod oraz warstwy gazoczułej. Materiałami sensorowymi są najczęściej proste tlenki metali o właściwościach półprzewodnikowych, natomiast do budowy elektrod wykorzystuje się materiały stabilne chemicznie i termicznie. Najczęściej warstwy elektrod wykonuje się ze złota lub platyny [2]. Rezystancyjne czujniki gazów to najczęściej ceramiczne, grubo- lub cienkowarstwowe rezystory półprzewodnikowe, które zmieniają swoją konduktancję (rezystancję) w wyniku reakcji chemicznej zachodzącej na powierzchni warstwy gazoczułej z udziałem cząsteczek oznaczanych gazów [2]. Mimo, iż najważniejszym elementem czujnika jest warstwa gazoczuła, to jednak o jego parametrach użytkowych decydują zarówno parametry warstwy gazoczułej, jak i materiał elektrod oraz właściwości kontaktu warstwa gazoczuła - elektroda. Właściwości tego kontaktu są bardzo więcej »

Analiza zjawisk w czujnikach o mieszanym potencjale

Patryk HALEK Helena TETERYCZ Grzegorz HALEK Kamil WIŚNIEWSKI Patrycja SUCHORSKA

Rozwój cywilizacyjny w dziedzinie medycyny, ochrony środowiska i szeroko pojętym przemyśle, spowodował zapotrzebowanie na systemy pomiarowe pozwalające dokładnie określić skład różnych atmosfer gazowych. Podstawą takich układów pomiarowych są detektory i czujniki zdolne przetworzyć informację o wielkości nieelektrycznej na sygnał użyteczny analitycznie. Jedną z grup sensorów gazów, która znalazła szerokie zastosowanie, są czujniki potencjometryczne. Najpopularniejszym przykładem tego typu przyrządów jest sonda lambda stosowana w układach kontroli procesów spalania w silnikach samochodowych czy elektrociepłowniach. Jednak problemy związane z zasadą działania tego typu czujników i doborem odpowiednich materiałów do ich konstrukcji spowodowały, że obecnie pracuje się nad nowym typem potencjometrycznego czujnika gazu, zwanego czujnikiem o mieszanym potencjale. W niniejszej pracy przedstawiono wstępne wyniki badań grubowarstwowego czujnika o mieszanym potencjale do oznaczania siarkowodoru. W doniesieniach literaturowych elektrody wskaźnikowe nie mają ze sobą bezpośredniego kontaktu. Natomiast w badanym czujniku elektrody wskaźnikowe na bazie SnO2 i więcej »

Analysis of selected factors reducing the efficiency of silicon solar cells

Agnieszka Stańco

Nowadays the dominated method of receiving energy from natural sources is photovoltaic (PV). Electric power generation from sun is realized by solar cells closed in modules. Presently used materials for the cells include mono - crystalline or multi - crystalline silicon, amorphous silicon and other compounds based on exemplary cadmium telluride, copper indium gallium selenide or even polymers and organic combinations. The main factor describing PV cells is its efficiency, which is determined by electrical parameters. The possibility of long term using solar systems requires to fulfill other conditions which have to limit the impact of technology, temperature and lapse of time on correct working of cells [1]. The producers state decreasing 90% of power solar systems in about 12 years and 80% in 20 years [2]. The author of this work call attention that it is very important for cell to be laminated after manufacturing processes in order to secure them from air and humidity. In addition, ambient conditions have also great influence for working of solar cells. It is reported that increasing temperature in conjunction with solar irradiation also decreases efficiency of PV systems [3]. Experimental The eight year-old mono and multi-crystalline silicon solar cells (Cz-Si and mc-Si) of area 100 cm2 were investigated. Morphology of więcej »

Antireflection coating with plasmonic metal nanoparticles for photovoltaic applications

Zbigniew Starowicz Marek Lipiński

Photovoltaics is dynamically growing field of science and industry. Every year significant growth of installed power of photovoltaic systems is observed. Two major factors stand up against world wide popularity of PV: low efficiency and high production cost, which is mainly concerned with materials costs. Many technological and physical tricks have been implanted to the solar cells to improve their capabilities of conversion solar radiation into electricity. To deal with high materials costs photovoltaic thin film technology have been invented. One of the methods of improving cells efficiency is reduction of reflected and non-absorbed photons. Conventionally antireflection coating and surface texturisation is used for that matter. Texturisation of semiconductor surface means creating a few micron-high geometric figures, shapes on the surface to enable multiple reflection of light beams. For thin film technology implementation of surface texture is impossible due to size of figures exceeding total cell thickness. Here plasmonics as a new solution have been proposed. Plasmonics is a new branch of science which provides tools for confinement of light in nanoscale objects. Generally speaking special type of interaction of light with metallic objects is the origin of many phenomena. In the solar cells they can provide improvement of carriers generation due to near field around the object or efficient scattering of light and więcej »

AP-MOVPE technology of AIIIBV-N heterostructures for photovoltaic applications

Wojciech Dawidowski Beata Ściana Damian Pucicki Damian Radziewicz Jarosław Serafińczuk Magdalena Latkowska Marek Tłaczała

Properties of dilute nitrides material system like large discontinuity of a conduction band (due to high electronegativity of nitrogen) [1], large band gap bowing coefficient [2], increased electron effective mass [3], large scattering rate (connected with a small radius of nitrogen atom in comparison with the others V group atoms) [4] provide a way to novel applications: telecommunications lasers [1], heterojunction bipolar transistors [5] and very efficient solar cells [6]. InGaAsN is a very promising, lattice matched to GaAs and In0.5Ga0.5P material with band gap about 1 eV. The control of indium and nitrogen amounts in the InGaAsN quaternary alloy offers the ability to tailor the value of band gap and positions of valence and conduction band edges. Main advantage of dilute nitrides is a large reduction of band gap caused by nitrogen introduction (about ~150 meV/% of N). The technology of GaAs is better developed and still much cheaper than indium phosphide and allow to fabricate much better Bragg reflectors (based on the high refractive index contrast GaAs/AlAs heterostructure) for laser applications. Moreover, this material system guarantees a good temperature performance of light emitters and a high internal quantum efficiency of solar cells. On the other hand, growth of InGaAsN quaternary alloy causes some technological problems. The więcej »

Azaheterocyclic materials for organic photovoltaic cells

Natalia Nosidlak Monika Pokladko-Kowar Ewa Gondek Andrzej Danel Jerzy Sanetra

Recently we can observe growing interest in organic photovoltaic cells. Nowadays, when the development of renewable sources of energy is necessary, photovoltaic energy becomes an opportunity to reduce consumption of fossil fuels. Organic photovoltaic cells are easy built by deposition techniques like spin coating, moreover PV devices have lower weight, flexible shape and low production cost in comparison with inorganic equivalents [1]. These features have fuelled the interest of both science and industry. The conversion of solar light into electric power requires the generation of both negative and positive charges. The operation of a photovoltaic cell can be generally divided into three basic steps: light absorption, charge separation and charge collection of the appropriate carriers to anode and metallic cathode.When photons are absorbed, only small part of incident light is absorbed because of size of ba więcej »

Badania nad wpływem domieszek metali szlachetnych na widma XPS trójtlenku wolframu

Patrycja SUCHORSKA Helena TETERYCZ Patryk HALEK Grzegorz HALEK Kamil WIŚNIEWSKI Dominika OLEŚ Olga Rac Marta FIEDOT

Intensywny rozwój urbanizacji, a w konsekwencji również przemysłu, przyczynił się do nieuniknionego wzrostu emisji gazów do atmosfery. Konieczny jest więc stały ich monitoring przy użyciu specjalistycznych czujników. Obecnie dużym zainteresowaniem cieszą się rezystancyjne czujniki gazów. Kluczowym elementem ich budowy jest warstwa gazoczuła. Skład warstwy dobierany jest w zależności od rodzaju wykrywanego gazu. Najczęściej stosuje się tlenkowe materiały o właściwościach półprzewodnikowych, takie jak SnO2, ZnO czy WO3. Czujniki oparte na tego typu materiałach można stosować do detekcji, np. CO, NOx, H2S [1-3]. Jednym z problemów, który od wielu lat nie jest rozwiązany, jest niezadowalająca selektywność czujników. Inną kwestią jest wpływ wilgotności na parametry sensora. W celu poprawy selektywności stosuje się różne domieszki, m.in. metali szlachetnych takich jak: złoto, platyna czy pallad [4-5]. Mimo wielu prac, nadal w zadowalający sposób nie wyjaśniono mechanizmu wpływu tych pier więcej »

Badanie wpływu alkoholi na odpowiedź funkcjonalizowanych czujników impedancyjnych

Konrad CHABOWSKI Piotr PAŁETKO Karol NITSCH Tomasz PIASECKI Piotr GRABIEC Paweł JANUS Teodor GOTSZALK

Obecnie obserwuje się wzrost zainteresowania zastosowaniem monowarstw samoorganizujących (Self Assembled Monolayer - SAM) do funkcjonalizacji powierzchni bioczujników [1]. W badaniach właściwości elektrycznych warstw samoorganizujących na powierzchni SiO2 czujnika wykorzystuje się min. metodę spektroskopii impedancyjnej [3, 8]. Wiadomym jest, że konduktywność i przenikalność elektryczna cieczy wpływa na odpowiedź planarnego czujnika impedancyjnego. Celem niniejszej pracy było zbadanie, czy jest możliwa identyfikacja zjawisk zachodzących na powierzchni międzyelektrodowej czujnika w zależności od jej właściwości fizykochemicznych zmienianych za pomocą funkcjonalizacji w środowiskach modelowych cieczy. Powierzchnia międzyelektrodowa może adsorbować molekuły cieczy, w której znajduje się czujnik, tworząc dodatkową warstwę przewodnictwa powierzchniowego lub sama wykazywać przewodnictwo. Kształtuje w ten sposób dodatkowy kanał przepływu ładunku elektrycznego w zdominowanym przez przewodnictwo objętościowe środowisku. Pomiary właściwości zmiennoprądowych czujników przeprowadzono w wybranych cieczach z szeregu homologicznego pierwszorzędowych alkoholi zawierające odpowiednio 1, 2, 3, 4, 6 i 8 atomów węgla w łańcuchu alkilowym. Miniaturowe czujniki impedancyjne Na rysunku 1 przedstawiono miniaturowy czujnik impedancyjny ze złotymi elektrodami o strukturze palczastej wykonane na krzemie. Dla zapewnienia separacji galwanicznej elektrody oddzielono od podłoża warstwą dwutlenku krzemu. Odległość między elektrodami i szerokości palców elektrod wynosiły 20 μm zaś cały czujnik miał wymiary 0,6×1 mm2. Sensor zaprojektowano tak, aby można było umieszczać go we wtyczce micro USB B, co wyeliminowało kon więcej »

Detekcja gazowego chloru przy użyciu ogniwa elektrochemicznego z elektrolitem stałym 8YSZ

Małgorzata DZIUBANIUK Jan WYRWA Paweł PASIERB Mieczysław RĘKAS

Jednym z podstawowych wymogów bezpieczeństwa w zakładach pracy, w których stosowany jest gazowy chlor, jest ciągła kontrola jego zawartości w powietrzu. Niezbędnymi elementami systemu kontroli są sensory i detektory o wystarczająco wysokich parametrach użytkowych [1, 2]. W literaturze opisano potencjometryczne sensory chloru, w których jonowe związki chloru zostały wykorzystane jako elektrolity stałe lub jako materiały na elektrody gazoczułe [3-5]. Przykładem sensora, który pozwala określać zawartość Cl2 w powietrzu dla stężeń 1…100 ppm, jest ogniwo elektrochemiczne zbudowane w oparciu o tlenek cyrkonu domieszkowany magnezem (MSZ) [6]. Tlenek cyrkonu jest cenionym elektrolitem stałym z uwagi na stabilność termiczną, mechaniczną i chemiczną oraz wysokie przewodnictwo jonowe i gazoszczelność. Najwyższe przewodnictwo jonowe materiału można uzyskać przez domieszkowanie tlenkiem itru w stosunku 0,92ZrO2-0,08Y2O3 (8YSZ). W opisanych urządzeniach jako fazy gazoczułe wykorzystano KCl, BaCl2 oraz mieszaninę BaCl2-KCl-MgO. Urządzenia wyka więcej »

Detekcja neutronów i detekcja radonu przy wykorzystaniu krzemowych detektorów naładowanych cząstek – nowa koncepcja osobistej dozymetrii

Maciej WĘGRZECKI Jan BAR Tadeusz BUDZYŃSKI Michał CIEŻ Piotr GRABIEC Helena KŁOS Jan KULAWIK Dariusz LIPIŃSKI Andrze j PANAS Werner RÜHM SARNECKI Wojciech SŁYSZ Iwona WĘGRZECKA Marek WIELUNSKI Krzysztof WITEK Michał ZABOROWSKI

W Institut für Strahlenschutz, Helmholtz Zentrum München (HZM) opracowywane są przyrządy nowej generacji do monitorowania zagrożeń radiacyjnych, wykorzystujące detektory krzemowe. Są one jednymi z pierwszych na świecie miniaturowych, zasilanych bateryjnie przyrządów tego typu - o wymiarach porównywalnych z dozymetrami kliszowymi. Czas ich nieprzerwanej pracy bez wymiany baterii przekracza 6 miesięcy. Pomiar odbywa się w sposób ciągły (w czasie rzeczywistym), co umożliwia natychmiastowe sygnalizowanie zagrożeń. Wyniki pomiarów są gromadzone w pamięci, dzięki czemu możliwe jest kontrolowanie historii występowania zagrożeń. W Instytucie Technologii Elektronowej (ITE) opracowywane są we współpracy z HZM i wytwarzane detektory krzemowe do opracowywanych w HZM przyrządów. Detektory te, dla spełnienia wymagań stawianych przez przyrządy nowej generacji muszą charakteryzować się ekstremalnie dobrymi parametrami (bardzo mały prąd ciemny, bardzo małe szumy, duża czułość, duża powierzchnia aktywna, małe napięcie pracy). W niniejszej pracy opisano opracowane w ITE sensory neutronów dla dozymetru neutronów do monitorowania składowisk zużytego paliwa nuklear więcej »

Determining of calibration equations for relative humidity sensors and modules

Jacek MAJEWSKI Petro MALACHIVSKYY

Relative humidity (RH) sensors and modules are becoming increasingly important in many processes of modern industry (e.g. in the manufacturing processes of ultrapure materials for electronics devices). However, at present the standards for RH sensors’ and modules’ calibration can not offer a better accuracy than a few tenth of%RH. This fact has a strong influence on the accuracy of calibration data, and in consequence, on the fitting of calibration equations. As a rule, many authors of handbooks on sensors and calibration (e.g. [1, 4]) only discuss the “classic" regression method for the" y on x" regression case. Some researchers have determined the calibration equations using the inverse regression:" x on y" (e.g. [5]). The inverse regression requires to meet the condition of negligible y’s measurement errors [3]. An alternative to the regression methods is the minimax method of approximation. The goals of this work include providing proofs that it is reasonable to employ the minimax method to determining of calibration equations for RH sensors and modules, in comparison with the results obtained by the least-squares approximation method. In th więcej »

Dwuwymiarowe kryształy fotoniczne jako elementy aktywne spektroskopowych czujników gazów

Marcin WIELICHOWSKI Adrian ZAKRZEWSKI Sergiusz PATELA

Optyczna detekcja gazów możliwa jest dzięki oddziaływaniu światła z ośrodkiem gazowym. Obecność molekuł gazu podlegającego detekcji zmienia właściwości fizyczne ośrodka (np. powietrza). Interesujące z punktu widzenia optycznej detekcji gazów, zmieniające się właściwości fizyczne powietrza, to optyczny współczynnik załamania i optyczny współczynnik absorpcji. O ile zmiany współczynnika załamania manifestują się niezależnie od długości fali światła, o tyle zmiany absorpcji zachodzą tylko dla ściśle określonych zakresów długości fali (piki absorpcji). Ponieważ selektywność ze względu na długość fali przekłada się na selektywność ze względu na rodzaj wykrywanego gazu, w praktyce wykorzystuje się przede wszystkim zmiany współczynnika absorpcji. Absorpcyjne pomiary stężenia gazów to część rozległej, dobrze opanowanej dziedziny - spektroskopii absorpcyjnej. Oprócz selektywności, istotną cechą detekcji optycznej w czujnikach jest brak konieczności chemicznego oddziaływania wykrywanego gazu więcej »

Elektrochemiczny czujnik na bazie cieczy jonowej do oznaczania par benzaldehydu

Jacek GĘBICKI Adam KLOSKOWSKI Irmina KWIATKOWSKA Wojciech CHRZANOWSKI

Czujniki elektrochemiczne, ze względu na swoje zalety jak i ograniczenia, mogą być cennym źródłem uzyskanych informacji na temat emisji poziomu i jakości zanieczyszczeń z grupy lotnych związków organicznych (LZO). Naturalnymi źródłami pierwotnej emisji LZO są rośliny i spalanie biomasy. Najprostszym aromatycznym związkiem karbonylowym należącym do grupy LZO najczęściej wykrywanym w pomiarach emisyjnych jest benzaldehyd [3]. Elektrochemiczny czujnik do oznaczania par benzaldehydu mógłby znaleźć zastosowanie do określania wskaźników emisji LZO podczas spalania biomasy. Wartości stężeń LZO w tych warunkach są na poziomie 1…500 mg/m3 w zależności od rodzaju związku, co w zupełności predysponuje taki czujnik do detekcji par benzaldehydu [6]. W ostatnich dwudziestu latach z powodzeniem zaczęto stosować w elektrochemii, a także w czujnikach ciecze jonowe [1, 4]. Ciecze jonowe stanowią atrakcyjną alternatywę dla rozpuszczalników tradycyjnie stosowanych w elektrochemii ze względu na posiadane właściwości: niewielką prężność par, szeroki zakres stabilności elektrochemicznej, wysoką trwałość termiczną i względnie wysokie przewodnictwo właściwe. Stosowanie cieczy jonowych w czujnikach gazowych wyklucza często stosowanie membrany oddzielającej środowisko gazowe od elektrolitu wewnętrzneg więcej »

Evaluation of surface morphology of texturized Si wafers for solar cells applications

Sławomir Białas

Nauką zajmującą się pozyskiwaniem energii elektrycznej z promieniowania słonecznego jest fotowoltaika, a jej głównym kręgiem zainteresowań są ogniwa słoneczne (ogniwa fotowoltaiczne, ogniwa PV). Sprawność ogniwa słonecznego, a więc jego zdolność do efektywnej konwersji promieniowania świetlnego na prąd elektryczny, zależy od szeregu czynników takich jak: ● rodzaj i grubość materiału użytego do wytworzenia ogniwa, ● technologia wytworzenia, ● zasłonięcie obszaru ogniwa pod elektrodą, ● warunki pracy (widmo promieniowania, temperatura, zacienienie), ● straty wynikające z nieabsorbowania fotonów wysoko- i niskoenergetycznych, ● straty wynikające z rekombinacji nośników prądu i rezystancji pasożytniczych, ● straty wynikające z odbicia promieniowania od powierzchni ogniwa. Ostatni z wymienionych czynników można minimalizować dzięki teksturyzacji, to znaczy rozwinięciu powierzchni w taki sposób, aby promieniowanie nie ulegało odbiciu, lecz pochłonięciu. Im więcej promieniowania zostanie pochłonięte, tym więcej fotonów dotrze w głąb materiału, a więc jest większe prawdopodobieństwo zajścia efektu fotowoltaicznego. Badania nad teksturyzacją powierzchni ogniw krzemowych prowadzone są przez autora niniejszej publikacji w ramach pracy magisterskiej w Zakładzie Mikroelektroniki i Nanotechnologii WEMiF Politechniki Wrocławskiej. Skupiono się nad znalezieniem najbardziej optymalnej geometrii tekstury, która wytworzona na powierzchni podłoża krzemowego zapewniałaby możliwie najmniejszy (a wręcz zerowy) współczynnik odbicia. W tym celu przeanalizowano zaprezentowane w literaturze symulacje komputerowe różnych struktur. Następnie zbadano (przy użyciu mikroskopii SEM) morfologię powierzchni podłoży krzemowych poddanych procesowi teksturyzacji. Celem analiz było skorelowanie geometrii powstającej tekstury ze spektralną charakterys więcej »

Experimental Validation of New Classes of Dyes for Dye-Sensitised Solar Cells

Michal G. Zubel Jacqueline M. Cole Paul G. Waddell

Solar power is numbered, along with wind, water (waves, tides, dams, run-on-the-river systems), biomass growth (traditional and advanced) and geothermal heat among renewable energy sources. Although the accuracy of any long-term forecast can be considered questionable, especially in the times when the spectacular failure of the predictions of the Club of Rome, expressed in their 1972 book “Limits to Growth", has become evident, it is recognised that the photovoltaic energy harvesting seems to be the only branch able to provide cheap and clean energy in the future [1]. This is because the other above-mentioned “green" technologies have not enough growth potential and area of availability to be regarded major sources of cheap energy for the future. Energy production from renewable sources encompass still emerging technologies. They constitute only 6% of the global final energy consumption (2009), excluding traditional biomass [2]. Their share of the global electricity consumption (2010) is higher but it is still smaller than 20%, whereas about 16% is attributed to hydroelectricity [2], the most established renewable energy source. All the other sources contribute around 3.3% of the global share. Obviously, fossil fuels dominate both rankings. The main parameter to characterise energy sources is the average cost of production per kilowatt‑hour or megawatt-hour. Looking at the comparison of the cost [2] it is no wonder that photovoltaics are not in widespread use. The cost of electric energy from this source is 5-10 times higher than from the cheapest renewable one, i.e. hydroelectricity. It is also estimated to be around 3 times more expensive than electric energy from coal [3]. Various reports give different figures on the average costs of energy, but in each of them the tendency for photovoltaic energy to be much more expensive is clear. Solar cells will not be competitive with other energy sources as long as więcej »

GaAsN as a photovoltaic material - photoelectrical characterization

Paulina Kamyczek Ewa Placzek-Popko Piotr Biegański Eunika Zielony Beata Sciana Marek Tłaczala

GaAsN and InGaAsN materials have attracted considerable attention due to their unique physical properties and wide range of their possible application in optoelectronics, especially in infrared laser diodes for 1.3 and 1.55 mm [1, 2] and high efficiency multi-junction (MJ) solar sells [3, 4], where these low-band-gap materials can, in principle, be used to efficiently collect the lowphoton- energy portion of the solar spectrum [4]. In this paper the results of studies on the layers of GaAs1-xNx grown on (100)-oriented Si-doped n-type GaAs substrates by atmospheric pressure metal organic vapour phase epitaxy APMOVPE are presented. In the first step the layers of GaAs1-xNx were characterized with the use of optical methods, then Schottky diodes were realized and the rectifying properties of the diodes were studied with electrical methods. The diodes exhibit light-energy conversion effect. Basic parameters of the solar cells ( short-circuit current Isc, open circuit-voltage, Voc, and fill factor, FF) were determined. Obtained results confirm that the diodes are promising as efficien więcej »

Kamerton piezoelektryczny - uniwersalna platforma czujników fizycznych, chemicznych oraz biologicznych

Karol WASZCZUK Michał ŚWIĄTKOWSKI Tomasz PIASECKI Karol NITSCH Teodor GOTSZALK Jacek RYBKA Grzegorz SCHROEDER Grzegor z GUŁA Zuzanna DRULIS-KAWA

Kamertony piezoelektryczne, powszechnie stosowane jako kwarcowe wzorce częstotliwości w elektronicznych układach RTC (ang. Real Time Clock) mogą być również używane w różnych zastosowaniach czujnikowych. Kluczowe w takich aplikacjach jest precyzyjne określenie zmian własności mechanicznych rezonatora, które w określonych warunkach można powiązać ze zmianą mierzonej wielkości fizycznej. Technologia elektrycznych pomiarów parametrów drgań rezonansowych kamertonów kwarcowych (QTF) rozwijana w Zakładzie Metrologii Mikro- i Nanostruktur WEMIF PWR była stosowana do pomiarów różnych wielkości fizycznych. Autorzy prezentują przegląd zastosowań kamertonów piezoelektrycznych w pomiarach topografii powierzchni, detekcji niewielkich mas oraz określaniu więcej »

Krzemowe, 16-elementowe matryce fotodiodowe specjalizowane do monitorowania optycznego czujników mikrodźwigniowych

Maciej Węgrzecki Jan Bar Tadeusz Budzyński Teodor Gosztalk Piotr Grabiec Dariusz Lipiński Konrad Nieradka Andrzej Panas Jerzy Sarnecki Wojciech Słysz Iwona Węgrzecka Michał Zaborowski

W czujnikach mikrodźwigniowych, zmiany stanu fizyko-chemicznego rejestrowane są poprzez rejestrację przemieszczenia (ugięcia) mikrodźwigni. Jedną z najczulszych metod pomiaru tego przemieszczenia jest metoda odbicia wiązki optycznej (Optical Beam Deflection - OBD). W metodzie tej, odchylenie wiązki świetlnej odbitej od mikrodźwigni, padającej na matrycę fotodiodową o odpowiedniej konfiguracji elementów światłoczułych, wykrywane jest przez pomiar zmiany rozkładu mocy optycznej na więcej »

Laboratoria chipowe z detekcją fluorymetryczną do identyfikacji zagrożeń biologicznych

Rafał WALCZAK

Rozwój nowoczesnych metod i instrumentarium do wykrywania zagrożeń biologicznych związany jest z wykorzystaniem wysokoczułych i specyficznych metod diagnostyki genetycznej oraz laboratoriów chipowych wykorzystujących bardzo małe objętości próbek i reagentów. Ważną rolę w identyfikacji zagrożeń biologicznych odgrywają zagadnienia techniczno-technologiczne związane z konstrukcją i materiałem lab-chipa oraz uniwersalnością, selektywnością, czułością i łatwością stosowania współpracującej z lab-chipem metody detekcji analitu. Spośród wielu metod detekcji stosowanych w laboratoriach chipowych, dominującą rolę odgrywa detekcja fluorymetryczna. W pracach własnych przeprowadzono kompleksowe badania nad nowatorskim układem detekcji fluorymetrycznej wykorzystującej niskomocowe moduły laserowe do wzbudzania fluorescencji oraz miniaturowy niechłodzony przetwornik obrazu (CCD), a także więcej »

Laser texturing and microtreatment of silicon for photovoltaics

LECH A. Dobrzański ALEKSANDRA Drygała MAŁGO RZATA Musztyfaga

Wyczerpujące się zasoby konwencjonalnych źródeł energii oraz wzrastające zanieczyszczenie środowiska naturalnego powodują, że od wielu lat prowadzi się badania nad pozyskiwaniem energii ze źródeł odnawialnych. Należą do nich także ogniwa słoneczne, ich zdecydowana większość wykonywana jest z krzemu. Obecnie, techniki wytwarzania krzemowych płytek i ogniw fotowoltaicznych, zdominowały znaczą część komercyjnego rynku fotowoltaicznego poprzez ich ogromny zapas. Prognozuje się nawet, że aktualny stan dominacji utrzyma się aż do roku 2020. Technologia laserowa w produkcji ogniw fotowoltaicznych staje się nieodzownym elementem współczesnej fotowoltaiki, stwarza możliwość precyzyjnej mikroobróbki materiału i powierzchni dzięki wykorzystaniu wiązki laserowej jako zautomatyzowanego narzędzia służącego do ich kształtowania. W pracy przedstawiono wykorzystanie technik laserowych do teksturowania powierzchni krzemu oraz selektywnego spiekania laserowego elektrod przednich na powierzchni krzemu [1-4]. Zastosowanie laserów do wytwarzania krzemowych ogniw fotowoltaicznych Technologia laserowa znajduje szerokie zastosowanie w różnych obszarach przemysłu fotowoltaicznego. Na rys. 1 przedstawiono różne aspekty zastosowania laserów w inżynierii powierzchni w Zakładzie Technologii Procesów Materiałowych i Technik Komputerowych w Materiałoznawstwie Instytutu Materiałów Inżynierskich i Biomedycznych Politechniki Śląskiej. Główny kierunek prac badawczych z zakresu fotowoltaiki dotyczy problematyki technologii wytwarzania ogniw fotowoltaicznych z krzemu krystalicznego z adaptacją technologii laserowych do: ● teksturowania powierzchni krzemu polikrystalicznego w celu zmniejszania współczynnika odbicia promieniowania słonecznego i zwiększenia sprawności fotoogniw, ● selektywnego spiekania laserowego SLS (ang. Selective Laser Sintering) elektrody przedniej do jego monokrystalicznej powierzchni krzemowej, z użyciem lasera CO2 w celu popra więcej »

Low-ohmic contacts on the basis of silver nanopowder dedicated to photovoltaic cells

Joanna Kalbarczyk Marian Teodorczyk Konrad Krzyżak Grzegorz Gawlik Mateusz Jarosz Anna Młożniak

Obtaining satisfactory parameters of solar cell is largely dependent on mastering the technique of producing contacts metal - semiconductor. The m-s contact can be strictly mechanical connection (e.g. trough contact electrode with semiconductor) as well as inseparable, integral connection. The m-s contacts may be regarded as ideal if they generate no additional resistance for the current, do not react chemically with semiconductor material, do not change characterictics while changing illumination, temperature or value of applied electric filed and do not exhibit rectifying effects. Such contact can be described with Ohm’s law - its current-voltage characteristic is linear. It is obvious that ideal contacts do not exist, but the aim of the technology is to approach as close as possible to the imaginary ideal contact. To eliminate serious mistakes while creating ohmic contacts it is necessary to know the type of conduction. The material chosen for contacts should create impurity centers that comply with semiconductor’s type of conduction - it should contain donor impurities in case of contact with n - type semiconductor and acceptor impurities in case of p-type semiconductor. Except specified electrical properties there are many other physicochemical properties (such as good thermal conductivity, compatibility of metal and semiconductor coefficient of heat expansion, proper mechanical strength in different temperatures) that should characterize a useful m-s contact [1]. In the following thesi więcej »

Model and design of integrated LTCC piezoelectric accelerometer and package

Arkadiusz DĄBROWSKI Dominik JURKÓW Tomasz ZAWADA Leszek GOLONKA

Low Temperature Co-fired Ceramics (LTCC) and thick-film technology can be applied not only in fabrication of multilayer electronic circuits, but also in microsystem technology [1, 2]. The LTCC technology is based on flexible ceramic tape processing. 3-dimensional devices with cavities, channels, beams and diaphragms are made of properly machined stacked layers of the ceramic tape. It is possible to build various type of sensors e.g. pressure sensor [5] and force sensor [3] utilizing the LTCC technology. There is also possible to use ceramic materials to fabricate packages for electronic circuits or devices made of e.g. Si [4]. In this paper the model and preliminary project of the LTCC package for piezoelectric accelerometer are presented. The sensor has been successfully designed and manufactured previously. Unpackaged sensor is presented in Fig. 1a. The sensor is made of the LTCC with TF2100 PZT thick film (Meggitt Sensing Systems, Kvistgaard, więcej »

Modelowanie wpływu zmian temperatury ośrodka na wyniki pomiarów modyfikowaną metodą korelacyjną

Paweł KOMADA Sławomir CIĘSZCZYK Waldemar WÓJCIK

Pomiary stężeń gazów dla małych ich wartości wymagają zwykle wydłużenia ścieżki optycznej. W dostępnych komercyjnie spektroskopach o zamkniętej ścieżce optycznej realizowane jest to poprzez wielokrotne odbicia sondującego promieniowania, a poddawana analizie próbka gazowa ma niewielką objętość, a przez to również stałą wartość stężenia, temperatury i ciśnienia. Inna sytuacja ma miejsce w przypadkach pomiarów dla otwartej ścieżki optycznej [1, 4]. Z taką sytuacją można spotkać się przy kontroli stanu gazów wewnątrz kotłów energetycznych, np. pomiarach składu warstwy przyściennej. W takich przypadkach na ścieżce pomiarowej mogą występować zmienne warunki, np. temperaturowe [2]. Na kształt linii pochłaniania danego gazu mają wpływ różne czynniki środowiskowe (ciśnienie, temperatura, obecność innych gazów w mieszaninie). Metody pomiarowe różnią się między sobą m.in. tym, jakie parametry linii absorpcyjnych (amplituda, pole pod krzywą, szerokość spektralna itp.) poddawane są analizie. Stąd istnienie niehomogeniczności wzdłuż ścieżki pomiarowej dla pomiarów tego typu ma wpływ na uzyskiwane wyniki w zależności od wykorzystywanej metody pomiarowej [1]. Jedną z metod, która jest dość atrakcyjna do zastosowania w pomiarach składu gazów w przemysłowych kotłach energetycznych, jest modyfikowana metoda korelacyjna [5]. Jej główną zaletą jest możliwość uniezależnienia wyni więcej »

Nanokompozyty TiO2 / SnO2 jako rezystancyjne sensory gazu

Anna KUSIOR Joanna KLICH-KAFEL Marta RADECKA Maria LUBECKA Adam CZAPLA Katarzyna ZAKRZEWSKA

Rezystancyjne detektory gazów na bazie prostych tlenków metali, takich jak TiO2 i SnO2 są znane od wielu lat, jednakże pomimo dużej czułości ich podstawową wadą jest brak selektywności. Czujniki gazów na bazie TiO2 w przeciwieństwie do SnO2 pracują w bardzo wysokich temperaturach. Ostatnio obserwuje się rosnące zainteresowanie materiałami kompozytowymi, które składają się z dwóch tlenków metali, np. SnO2/ZnO, Fe2O3/ZnO, Fe2O3/SnO2, WO3/SnO2 dla aplikacji sensorowych. Kompozyty TiO2/SnO2 znane są jako czujniki wodoru i materiały katalityczne [1-4] gdyż łączą najkorzystniejsze właściwości poszczególnych składników. Mechanizm detekcji amoniaku jest bardziej złożony [5-7]. Na powierzchni czujnika zachodzą dwa przeciwstawne procesy. Oddziaływanie NH3 z zaadsorbowanym tlenem na powierzchni powoduje obniżenie oporu oraz powstanie H2O i NOx (NO i NO2), natomiast reakcja pomiędzy amoniakiem a tlenkami NO i NO2 jest odpowiedzialna za wzrost oporu. Oba zachodzące jednocześnie p więcej »

Opracowane w ITE krzemowe detektory cząstek do międzynarodowych badań nad transaktynowcami

Maciej WĘGRZECKI Jan BAR Tadeusz BUDZYŃSKI Rugard DRESSLER Piotr GRABIEC Helena KŁOS Jan KULAWIK Dariusz LIPIŃSKI Andrzej PANAS Jerzy SARNECKI Wojciech SŁYSZ Iwona WĘGRZECKA Alexander YAKUSHEV Michał ZABOROWSKI

Transaktynowce - najcięższe pierwiastki chemiczne (liczba atomowa większa od 103), nie występujące w przyrodzie, otrzymywane w wyniku reakcji jądrowych, są przedmiotem badań w wielu ośrodkach światowych, z których najważniejszymi są: ● Lawrence Berkeley National Laboratory w Berkeley, w USA (BNL), ● Zjednoczony Instytut Badań Jądrowych w Dubnej w Rosji (ZIBJ), ● GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH w Darmstadt w RFN (GSI). W 2004 roku Instytut Technologii Elektronowej nawiązał współpracę z Institut für Radiochemie - Technische Universität München (IR TUM) w dziedzinie detektorów do badań nad transaktynowcami. Na zamówienie i we współpracy z IR TUM opracowano i wykonano w ITE 4 typy 64-elementowych matryc chromatograficznych (64 x 100 mm2) nazwanych TUM1/Al i TUM1/Au, oraz TUM2/SiO2, TUM2/Au do opracowanego tam systemu detekcyjnego COMPACT (Cryo On-line Multidetector for Physics And Chemistry of Transactinides) przeznaczonego do międzynarodowych badań, prowadzonych głównie w GSI. Matryce TUM1 i TUM2 stosowano w badaniach nad otrzymywaniem i właściwościami hasu (symbol Hs, liczba atomowa 108). Kolejne 2, zmodyfikowane typy (TUM4/SiO2, TUM4/Au) opracowano i wykonano dla GSI. Matryce TUM4 stosowano w badaniach nad pierwiastkiem 114, a obecnie stosowane są do pierwszych na świecie badań nad pierwiastkiem 119 i 120. Bardzo dobre rezultaty, uzyskane w badaniach hasu, przy zastosowaniu matryc TUM1, spowodowały zainteresowanie Paul Scherrer Institut - Villigen - Szwajcaria (PSI) detektorami ITE. Na zamówienie i we współpracy z PSI opracowano i wykonano w ITE więcej »

Organic photovoltaics - chosen aspects

Justyna Szostak Ryszard Signerski Kamila Żelechowska Jan Godlewski

Preparation of inorganic solar cells usually requires very costly and complicated high temperature vacuum deposition techniques. Furthermore, materials used for fabrication of these cells are expensive and often dangerous for the environment, not to mention the hazardous and toxic substances used during manufacturing process and its by-products [1]. Hence, organic solar cells (OSCs), that can be fabricated from relatively cheap materials, using simple solution coating techniques, i.e. ink-jet printing or spin and dip coating, which do not require high temperatures nor the usage of hazardous substances, seem to be a promising alternative for the inorganic photovoltaics. Moreover, the number of organic materials is much greater than the number of inorganic ones, so the potential of applications of organic materials in photovoltaics is greater as well. However, relatively low efficiency and fast degradation of organic solar cells [2, 3] are serious drawbacks that hinder commercialization of organic photovoltaic diodes. Designing organic solar cells with higher energy conversion efficiency and stability is impossible without extensive knowledge on all physical and chemical processes taking place inside organic photovoltaic devices in the dark and under illumination. Even though there are many experimental works showing the performance of OSCs, theoretical model for the photovoltaic effect taking place in these devices has not been developed yet. Significant differences in structure of organic and inorganic materials result in different types of interactions between molecules. Thus, even though the mechanisms of photovoltaic effect in inorganic systems are well known and described in literature, processes that affect photovoltaic phenomenon in organic systems still need further understanding. Thus, research we run in our laboratory is focused on analysis of the above mentioned processes. Photovoltaic phenomenon in organic systems więcej »

Photocatalytic degradation of the organic compounds enhanced by chemical oxidants

Jus tyna Dziedzic Paweł Nowak Piotr Warszyński Jerzy Haber

Water for drinking and domestic purposes must not contain harmful substances. It should be transparent, colorless, odorless, have a pleasant and refreshing taste and cannot contain pathogenic bacteria [1]. One of the basic problems of water treatment is the removal of organic species, especially humic substances (HS) - compounds, which have not as yet been properly chemically defined. HS represent a major fraction of natural organic matter (NOM) in ground and surface waters. Their presence causes growth of microorganisms resulting in undesirable odor and change of color and turbidity of water [2]. NOM occurrence in water, especially that part which cannot be removed by coagulation, determines demand for chlorine in chlorination process. However, toxicological studies indicate that after chlorination carcinogenic byproducts, such as trihalomethanes, can be found. Therefore, the efficient removal of NOM leads to reduction of the required amount of disinfectant, decreases the risk of formation trihalomethanes and also prevents the formation of biofilm [3]. For these reasons there exists a strong demand for new methods for NOM removal. As photocatalysis, is a promising method for removing organic compounds from water, in recent years, TiO2 based photocatalysis of humic acids (HAs) has been extensively investigated [4-7]. In this work, the photocatalytic removal of humic acid (HA) under artificial sun light (ASL) and UV irradiation was examined by monitoring changes in the UV absorbance at 254 nm (UV254). That absorbance is the widely accepted measure for determination of the degradation rate of humic acid and is used as the surrogate parameter for the total organic carbon (TOC) - usually applied to determine degree of HA photodegradation [8]. As the alternative method, the measurements of the chemical oxygen demand (COD) were al więcej »

Photoelectrical properties of photovoltaic structures based on CdTe/ZnO

EUNIKA Zielony PAULINA Kamyczek PIOTR Biegański EWA Płac zek-Popko RAFAŁ Pietruszka GRZEGORZ Łuka MAREK Godlewski

Photovoltaics continues to be one of the fastest growing industries, with annual increase beyond 40% [1]. Photovoltaic (PV) solar cells convert incoming solar radiation directly into electricity and produce electricity as each conventional source of energy, but they are very attractive for they are environment friendly. Zinc oxide (ZnO) is nowadays worldwide extensively studied for optoelectronics and photovoltaics application. It is predicted that there will be a mass production of conducting ZnO layers as transparent electrodes in solar cells. It is said that ZnO layers will soon replace indium transparent oxide (ITO) because of high cost and limited supply of indium. Yet there is another very attractive field of ZnO application. It may be used as the n-type partner for the organic materials. There is a bright future in front of the PV cells based on such a hybrid structures for their flexibility and a very low cost of production. The use of ZnO in the novel electronic and PV devices demands low or extremely low processing temperature [2-4]. There are many different technologies used to obtain ZnO layers. These are chemical vapor deposition (CVD), molecular więcej »

Photovoltaic bulk heterojunctions with interpenetrating network based on semiconducting polymers

Michał Modzelewski Ewa Klugmann -Radziemska

Bulk heterojunctions with interpenetrating network architecture (BHS) is nowadays the most prospective one exploited for organic electronic devices manufacturing as it enables fabricating large and flexible areas of light-emitting diodes, transistors and solar cells. Bulk heterojunction with internal network of percolation paths is intermixed spatial blend of two physically stable phases (Fig. 1). One of the phases is composed of electron-donor compound which is characterized by low ionization potential and second with high electron affinity acts as an electron-acceptor. Exceptional position of BHS amongst all architectures of organic PV devices can be explained primarily by possibility of low-cost deposition of soluble organic photoactive compounds by means of novel techniques such as spin-coating, screen printing or doctor blading on the one side and by achieving internal network within an exciton diffusion length on the other side. Until that day the most effective bulk heterojunction based on semiconducting (conjugated) polymers is structure of Poly(3-hexyltiophene) (P3HT) acting as electron donor an Phenyl-C60-butyric acid methyl ester as electron acceptor [1] (Fig. 2). There are different BHJ technologies referred to type of applied materials. The common part for all of them is solubility of constituent compounds. As far as BHJs are charge transfer systems one may divide them into polymer/fullerene derivatives, polymer/polymer, low-band gap polymers/fullerene derivatives, polymer/inorganic compound and polymer/oxide. All mentioned may be doped or not. To find our own place amongst organic photovoltaic we decided to apply low-band gap polymer for organic solar cell. The main goal of following paper was to construct an organic photovoltaic cell in BHJ więcej »

Podsumowanie Narodowego Testu Interoperacyjności Podpisu Elektronicznego

Robert Poznański Karol Szacki Łukasz Stroiński

Podpis elektroniczny został wprowadzony do prawa europejskiego przez dyrektywę 99/93/EC, która została uchwalona w roku 1999. W Polsce podpis elektroniczny został zaimplementowany w roku 2001 poprzez uchwalenie "Ustawy o podpisie elektronicznym". Przepisy prawa nadają szczególne znaczenie podpisowi kwalifikowanemu, który jest zrównany z podpisem odręcznym. Format podpisu, który może być stosowany przy składaniu podpisów kwalifikowanych został zdefiniowany przez ETSI (European Telecommunications Standards Institute) w trzech odrębnych specyfikacjach, opisujących formaty podpisu XAdES, CAdES i PAdES. Ze względu na fakt, iż wymienione specyfikacje są bardzo obszerne, podpisy utworzone na ich podstawie mogą znacznie różnić się między sobą. Narodowy Test Interoperacyjności Podpisu Elektronicznego (NTIPE) miał na celu zbadanie o opisanie stanu rynku aplikacji służących do składania i weryfikacji bezpiecznego podpisu elektronicznego. Istotnymi elementami było zweryfikowanie problemów związanych ze współpracą różnych aplikacji, uznawalnością certyfikatów wydanych przez różne centra certyfikacji oraz ocena zgodności składanych podpisów z wymaganiami prawa. W teście wzięło udział w sumie dziesięć aplikacji przygotowanych zarówno przez krajowe jak i zagraniczne podmioty. Na potrzeby NTIPE zbudowano autorskie środowisko zapewniające możliwość udostępniania plików z testami, możliwość wprowadzania rezultatów testu. Utworzono także centrum certyfikacji, które służyło do wydawania i więcej »

Printed transparent electrodes with graphene nanoplatelets

Małgorzata JAKUBOWSKA Marcin SŁOMA Daniel JANCZAK Anna Młożniak Grzegorz WRÓBLEWSKI

In last years notable development in research of sustainable, regenerative and ecological electrical energy generation solutions can be observed. This is caused by rising costs of fossil fuels, increasing demand for energy, especially in emerging countries and environmental problems for instance carbon dioxide amount in atmosphere, climate change or air contamination [1]. Nuclear plants could be a good alternative for fossil fuels plants, but they are considered to be dangerous especially in regions of earth where earthquakes, tsunamis and other disasters can take place [2]. They are some regenerative electrical energy generation solutions but they have also some disadvantages and they are not totally environmental friendly. For example a hydropower plant needs large areas of terrain to be flooded - ecosystems changes [3] and need of homesteads relocations. Wind farms are not a perfect idea neither because they are interfering with flying animals causing even fatality through collision with rotating turbine rotor blades [4]. Those drawbacks made authorities, researchers and investors looking for other sources of energy, and solar energy seems to have prominent future. Crystalline silicon solar cells are are actually well developed photovoltaic devices but still too expensive per kWh in comparison to other energy sources as regard mass energy generation. Therefore organic solar cells are investigated and can be a promising alternative for low cost energy generation. Furthermore using organic materials give great opportunity in elastic photovoltaic devices production. This paper is focused on transparent organic electrodes which are parts of photovoltaic cells. Indium tin Oxide (ITO) and fluorine tin oxide (FTO) have been common materials as window electrodes in optoelectronic devices [5], but they have some disadvantages e.g. high price, chemical instability and low mechanical strength. They have been made many studies on other więcej »

Rare earth activated YAM materials as solar spectrum converters for photovoltaics

BARTOSZ Fetliński ZUZANNA Boruc MICHAŁ Malinowski

One of the most important factors limiting efficiency and energy yield of solar cells is mismatch between incident solar spectrum and their spectral response curve. It was calculated that under a standard AM1.5G spectrum crystalline silicon PV cell with Eg =1.12 eV losses ~55% [1] of incoming energy of solar radiation due to this effect. There are numerous concepts of limiting the losses caused by this effect, notably the multi-junction solar cells, hot carriers collecting contacts, impurity photovoltaics, thermophotovoltaics, multi-exciton generation and photon conversion. These concepts vary substantially in maturity and perspectives for widespread application in foreseeable future. The most mature of the above mentioned concepts are multijunction solar cells widely used in space and terrestrial concentrators application. However, current mismatch between junctions in case of spectrum different than one cell was designed for, complicated manufacturing resulting in very high unit price, need for sun tracking mechanism for concentrator’s optics and usage limited to regions with high insolation with dominant direct beam significantly limit more widespread use of this technology. Other concepts, require serious modification of cells structure, are hampered by numerous problems and trade-offs (for example impurity PV cells while enabling absorption of IR light also provide new paths of parasitic non-radiative recombination). The photon conversion concept, especially downshifting and down-conversion, has distinct advantage of possibility of enhancing photovoltaic system’s efficiency without interference with więcej »

Recycling of silicon solar cells

Piotr Ostrowski

W odpowiednio długiej perspektywie czasowej, wynoszącej średnio 25 lat, krzemowe moduły PV podobnie jak inne przedmioty użytkowe stają się odpadem. Globalna tendencja zmierzająca do wykorzystania materiałów odpadowych, skłania do zagospodarowania materiałów odpadowych komercyjnych modułów PV. Efektywną metodą gospodarowania odpadami jest odzysk. Dotychczasowa praktyka polegająca na składowaniu zużytych modułów PV na składowiskach odpadów, w odniesieniu do modułów PV, na dłuższą metę nie jest do zaakceptowania. Eksperyment Strumień odpadów w sektorze fotowoltaicznym można podzielić na dwie grupy: odpady generowane na etapie produkcji oraz wynikające z procesów starzeniowych (odpad poeksploatacyjny). Na 1000 wytworzonych krzemowych ogniw PV, średnio 50 sztuk nie spełnia stawianych im wymagań, zatem do produkcji modułów PV można wykorzystać 950 szt. pojedynczych ogniw, których parametry są zgodne z oczekiwanymi. Natomiast na 1000 wytworzonych modułów PV, średnio 10 sztuk nie spełni wymagań. Do eksploatacji trafi zatem 990 modułów PV. Dodatkowo ilość zużytych modułów PV zwiększa się w wyniku ich naturalnego starzenia podczas, którego zmianie ulęgają właściwości fizyko-chemiczne poszczególnych materiałów składowych. Na rys. 1 przedstawiono widok zużytych komercyjnych modułów PV. masowym poszczególnych elementów podatnych na recykling w odniesieniu do jego całkowitej masy (1). (1) gdzie: Mws - masowy wskaźnik podatności ogniwa/modułu PV na recykling, mri - masa części podatnych na recykling, m - ogólna masa modułu PV. Rozdział wycofanego z dalszej eksploat więcej »

Research achievements of the DSOD Lodz in the field of photovoltaics

Katarzyna Znajdek Maciej Sibiński

The Department of Semiconductor and Optoelectronics Devices was established in 2008 as a part of the Faculty of Electrical, Electronic, Computer and Control Engineering at the Technical University of Lodz in Poland. The team of the DSOD Lodz consists of two professors, two associate professors, nine doctors, five PhD students and seven technical and administration employees. The Department’s research activities cover optoelectronic, micro- and nanoelectronic technologies, modeling and analysis of electrical and thermal phenomena in semiconductor devices, as well as designing and manufacturing of semiconductor devices, including solar cells. The main fields of the research interest are power semiconductor devices, high temperature electronics with emphasis on SiC technology, integrated intelligent systems, photonic systems and photovoltaic cells [1]. Resources and technological base Both teaching and research activities are conducted in the Department’s laboratories which enable investigation and experiments covering designing, manufacturing and testing of photovoltaic devices. Laboratories’ equipment base of the DSOD at TUL covers among others:  Technological Centre of Microtechnology comprising Clean- Room laboratory, equipped with the facilities for fabrication and characterization of semiconductor or metal thin films, as well as for mapping of designed semiconductor structures.  Optoelectronics under the patronage of Corning Cable Systems Poland  Hybrid Systems Laboratory, equipped, inter alia, with the pneumatic screen printer, the ball mill and the station for screen printing pastes preparation.  Photovoltaic Laboratory, fully equipped with an integrated measurement system that simulates standard test conditions STC, in accordance to the requirements of IEC 60904-1 and IEC 60904-3. The system includes C class solar simulator (in accordance to IEC 60904-9) with a silicon więcej »

Rozproszony system czujnikowy dla jachtów treningowych

Izabela AUGUSTYNIAK Paweł KNAPKIEWICZ Mariusz PROROK Stanisław GUZ Jan DZIUBAN

Żeglarstwo od lat jest wspomagane urządzeniami elektronicznymi w celu ułatwienia żeglugi, zwiększenia jej bezpieczeństwa oraz poprawy parametrów nautycznych jednostek pływających. W literaturze przedmiotu coraz częściej spotyka się opisy wykorzystania techniki mikrosystemów połączonej z nowoczesną informatyką w celu parametryzacji żeglarstwa [1, 2]. Wieloczujnikowe systemy nadzoru znajdują zastosowanie przede wszystkim na bardzo dużych, luksusowych jednostkach, ze względu na wysoki koszt tego rodzaju systemów [3]. W ramach niniejszej pracy zaprojektowano i wykonano wieloczujnikowy system wspomagający naukę żeglowania na jachtach typu Omega. Jest to pierwszy w Polsce wieloczujnikowy system nadzoru zachowań żeglarza i łodzi w czasie rzeczywistym. Dzięki możliwości prowadzenia pomiarów w trakcie żeglugi, system ten pozwala na pomiar parametrów, który nie był możliwy w nowoczesnych więcej »

Surface morphology and optical properties of polymer thin films

JAN Weszka Magdalena Szindler Maria Bruma

Industrial development has always been associated with the development of energy technologies, mainly consisted of the introduction of changes to the existing and implementing new types of energy sources. In the twentieth century, these changes consisted mainly in the transition from coal as the primary energy fuel for petroleum and then from oil to gas. Today, the economic and ecological reasons, looking for alternative sources of energy. Seems to be the most valuable comes from renewable sources and can be converted to any form of energy. The rapid development of electronics and materials science, and especially for semiconductor and chemistry of polymeric materials is related to the introduction of modern engineering materials. Gained important conductive polymers [1, 2]. The most famous of conductive polymer materials include polyacetylene, polythiophene, and polyphenylene. An important group of polymers whose main chains are composed of carbon atoms connected by alternating single and double bonds, called conjugat więcej »

Technological issues and optimization processes of junctions in a multijunction pv cell based on ingap/ingaas/ge materials

Piotr Knyps

At present, photovoltaics is the most dynamically developing method for obtaining sources of renewable energy in the world. It is confirmed by the figures about the new installed power in 2011, which shows 27,7 GWp growth only in one year. In comparison to the year before, it is a 70% increase [1]. Such fast growth in photovoltaic industry is connected with intensive research on increasing the efficiency of photovoltaic conversion in solar cells. The higher efficiency will help to produce energy cheaper, and create new applications for photovoltaics. The most popular single-junction solar cell achieves efficiencies up to 25,0% [2], although in comparison to traditional coal-fired power plants, which have efficiency of over 40%, it is still far lower. That is the reason why research activities focus on developing multijunction solar cells technologies, which utilize different spectrum wavelengths of solar energy in a better way. Among many applications of multijunction solar cells, terrestrial concentrators, which focus light even 500 times on the surface of a PV cell, systems to power space satellites and rovers belong to the most important ones. Work objectives and established results The main objective of the project "Adv więcej »

The influence of inclination and azimuth angle of PV modules on the energetic gain

Artur Bugała Grażyna Frydrychowicz-Jastrzębska

The angle of incidence of solar radiation on the PV panel or plane is a function on many factors: the angle of solar declination, the angle of latitude, the hour angle, the azimuth angle and the angle of receiver inclination to the ground. The declination angle depends on the day of the year, the hour angle taking the value in accordance to the time of the day, the angle of the latitude depends on the location. The next parameter, that is the azimuth angle of the receiver is the deflection accounted from the local meridian to the south direction [4]. Dependence of the energy possible from Sun on the above mentioned parameters may be reduced by optimal orientation of the PV panel. Many authors dealt with this problem [1, 2, 3, 4, 6, 7]. Density of solar radiation flux Total solar radiation is a hemispherical radiation, achieving the receiver surface of any spatial orientation, from the solid angle in the range 2π [sr], supplemented by the component reflected from the ground and from the objects surrounding the receiver. In particular case of a receiver located in parallel to the ground the reflected component does not exist. Direction of incidence of the direct radiation at an inclined surface is evident - it is identical to the direction of the radiation beam. In case of the receiver that is inclined with respect to the ground proper definition of the diffused radiation is the most difficult. Three components should be specified in this radiation: - isotropic radiation; - circumsolar radiation; - the radiation coming from the bright horizon. The first of these components is distinguished by the fact that it comes uniformly from the whole hemisphere. On the other hand, the circumsolar component is a result of diffusion of the solar radiation. Nevertheless, it is specifically related to the direct component. The third component is focuse więcej »

Wykorzystanie konturu aktywnego do określenia obszaru płomienia w wizyjnym systemie diagnostycznym

Andrzej KOTYRA Daniel SAWICKI Konrad GROMASZEK Andrzej SMOLARZ

Wykorzystanie płomienia jako źródła informacji o procesie spalania jest jednym ze sposobów diagnozowania tego procesu. Dzięki analizie obrazu płomienia można uzyskać informację o stanie procesu praktycznie bez żadnych opóźnień. Jest to szczególnie istotne w przypadku spalania paliw charakteryzujących się dużą zmiennością właściwości fizyko-chemicznych. Do tej grupy należą m.in. mieszaniny biomasy i węgla, których spalanie jest najbardziej rozpowszechnionym w Polsce sposobem wykorzystania paliw odnawialnych [5]. Płomień towarzyszy egzotermicznym reakcjom utleniania. Obecność płomienia związana jest więc z miejscem w przestrzeni, gdzie taki rodzaj reakcji występuje. Trudno jest jednak w takim przypadku wskazać granicę oddzielającą przestrzeń, w której spalanie występuje, ponieważ stężenia reagentów nie zmieniają się w sposób skokowy. Głównym źródłem promieniowania w płomieniu pyłowym jest obłok rozgrzanych do wysokiej temperatury cząstek stałych (pyłu węglowego, sadzy, popiołu itp.). Ponieważ koncentracja świecących cząstek więcej »

Wykorzystanie multichromatycznego źródła promieniowania optycznego do prześwietlania peryferyjnych części ciała

Przemysław RYBACZEWSKI

W dostępnej literaturze występują doniesienia omawiające prześwietlanie peryferyjnych części ciała przy użyciu promieniowania optycznego z zakresu bliskiej podczerwieni. Przedstawiają one wyniki badań uzyskane z użyciem laserów, a więc źródeł punktowych i monochromatycznych. W referacie przedstawiono wyniki prześwietleń z zastosowaniem wielopunktowego multichromatycznego emitera promieniowania optycznego. Użycie takiego źródła umożliwia bardziej równomierne oświetlenie badanych o więcej »

Wytwarzanie miniaturowych sensorów elektrochemicznych i matryc sensorów na podłożu krzemowym

MICHAŁ ZABOROWSKI KRZYSZTOF DOMAŃSKI PIOTR PROKARYN URSZULA WAWRZYNIAK PATRYCJA CIOSEK WOJCIECH WRÓBLEWSKI PIOTR GRABIEC

Materiały i metody technologiczne, wypracowane dla potrzeb technologii planarnej układów scalonych, znajdują także zastosowanie w produkcji różnego rodzaju sensorów. W Zakładzie Technologii Mikrosystemów i Nanostruktur Krzemowych ITE w Piasecznie podejmowano już prace związane z wytwarzaniem czujników chemicznych na podłożach krzemowych [1, 2]. W ramach niniejszej pracy wytworzono trzy rodzaje sensorów w technologii planarnej, kompatybilnej z technologią CMOS. Prace prowadzone były na linii technologicznej, działającej w cleanroomach klasy ISO 6 (1000) i ISO 4 (10). Opis technologii W pracach używano jednostronnie polerowane płytki z monokrystalicznego krzemu o orientacji (100) i średnicy 100 mm. Na płytkach o rezystywności 0,01 Ωcm wytwarzano warstwę tlenku termicznego o grubości 100 nm w rurze kwarcowej w 1000°C. Następnie w reaktorze LPCVD w wyniku reakcji dwuchlorosilanu (SiH2Cl2) z amonia więcej »

Wyznaczanie zawartości CO metodą NDIR z algorytmiczną kompensacją temperatury gazów

Sławomir Cięszczyk Paweł Komada Waldemar Wójcik

Metody monitorowania i pomiarów in-situ są preferowane w wielu procesach przemysłowych. W przypadku monitorowania gazów we wnętrzu obiektów stosowane są często różnego rodzaju metody spektroskopowe. Główną ich zaletą jest ich nieinwazyjność oraz brak wpływu na przebieg procesu. W odróżnieniu od metod laboratoryjnych największym problemem w metodach in-situ jest zmienność warunków fizykochemicznych. Powoduje ona problem z kalibracją i odtwarzaniem wartości pomiarowych. W pomiarach laboratoryjnych zapewniamy stałość warunków takich jak temperatura, ciśnienie oraz wilgotność. W pomiarach środowiskowych oraz procesowych ze względu na brak powtarzalności warunków trudno jest przeprowadzić klasycznie rozumianą kalibrację, czyli powiązanie wielkości wyjściowej z wielkością wejściową systemu pomiarowego. Metoda NDIR Metody NDIR polegają na zastosowaniu odpowiednich filtrów spektralnych. Ich główną zaletą jest brak konieczności stosowania spektrom więcej »

Zachowanie fotodiody w niskiej temperaturze

Jakub Pająkowski

Praca podzespołów elektronicznych poniżej 200K nie jest typowym zakresem przewidzianym przez ich producentów. Wiele urządzeń technicznych znajduje zastosowanie w przedziale niższej temperatury, na przykład w badaniach kosmicznych, badaniach z dziedziny ciała stałego, w krioterapii, medycynie i przemyśle spożywczym. Prowadzone wcześniej badania wykazały, że fotodiody w niskich temperaturach zachowują właściwości detekcyjne [1], a wzmacniacze operacyjne wykonane w technologii BiFET zachowują swoje właściwości wzmacniające w temperaturze wrzenia ciekłego azotu (77K) [2]. Wybrane typy wzmacniaczy operacyjnych CMOS są zdolne do pracy w temperaturze poniżej 50K [3], a niektóre nawet w temperaturze wrzenia ciekłego helu (4,2K) [4]. Również diody elektroluminescencyjne zachowują zdolności emisyjne przy 77K [5]. Scalony przetwornik światło/napięcie OPT101 pracuje poprawnie w zakresie temperatur 100…300K, chociaż w temperaturze 77K jego praca jest niestabilna w czasie [7]. Artykuł omawia pracę fotodiody SFH 203 w przedziale temperatury 77…300K. Jako praktyczne zastosowanie badanej fotodiody przedstawiono skonstruowany z jej użyciem przetwornik natężenie oświetlenia/napięcie, pracujący w temperaturze 77K. Badania fotodiody Badana fotodioda typu SFH 203 ma więcej »

Zasady wyznaczania wyników pomiarów pośrednich wieloparametrowych – w zarysie

ZYGMUNT LECH WARSZA

We wszystkich dyscyplinach naukowych opartych na eksperymencie, w przemyśle i w innych dziedzinach gospodarki coraz więcej pozyskuje się, przetwarza i wykorzystuje wyniki pomiarów wieloparametrowych (multivariate), czyli wykonuje się pomiary pośrednie multimenzurandu. W szczególności mierzy się równocześnie sygnały wyjściowe wielu jedno- lub wieloparametrowych czujników. Sygnały te podlegają rozrzutom losowym i mogą być ze sobą w różny sposób skojarzone deterministycznie i statystycznie poprzez obiekt badany, system pomiarowy i oddziaływania zewnętrzne. Z próbek pomiarowych wyznacza się estymatory wartości, niepewności i współczynników korelacji wielkości mierzonych pośrednio. Zaokrąglanie i przetwarzanie wyników pomiarów wieloparametrowych i prezentacja ich danych cyfrowych dokonywana jest obecnie dość dowolnie, gdyż przepisy metrologiczne nie są w stanie nadążyć za zróżnicowanymi w różnych dziedzinach potrzebami techniki pomiarowej. Międzynarodowy przewodnik o wyrażaniu niepewności pomiarów GUM [1] oraz poradnik NASA [2] zawierają zalecenia głównie dla szacowania wyników pomiarów pojedynczych wielkości. Niezbędna jest więc standaryzacja procedur wyznaczania, przetwarzania, oceny dokładności i sposobu publikowania wyników pomiarów wieloparametrowych, aby otrzymywane dane miały wysoką jakość i odpowiednią wiarygodność metrologiczną. Zagadnieniom tym jest poświęcony, Suplement 2 do GUM, dopiero ostatnio ukończony i dostępny już w Internecie [1a]. Suplement ten liczy ponad 70 stron. Poza wstępem i odniesieniami do innych związanych z nim tematycznie przepisów obejmuje: pojęcia i definicje, notację i podstawy wektorowego opisu pomiarów wieloparametrowych, wyznaczania ich niepewności z uwzględnieniem dotychczasowych zasad GUM, zastosowanie Metody Monte Carlo, 5 przykładów oraz 4 aneksy i bogatą bibliografię. Pomimo tak bogatej treści nie zawiera on jeszcze omówienia wiele zagadnień niezbędnych we wdrożeniu w praktyce pomiarowej więcej »

Zastosowanie transoptorów odbiciowych jako czujników odległości

Michał BOŁTRUKIEWICZ

Transoptory odbiciowe są elementami optoelektronicznymi pełniącymi funkcje czujników odległości lub binarnych czujników zbliżeniowych [1] w układach automatyki i mechatroniki (rys. 1).Podstawowym parametrem transoptora odbiciowego jest przekładnia prądowa CTR (ang. Current Transfer Ratio) stanowiąca iloraz prądu emitera transoptora i wywołującego go prądu diody elektroluminescencyjnej, której wartość zależy od odległości pomiędzy transoptorem i powierzchnią odbijającą. Dla transoptora wykorzystywanego w pracach eksperymentalnych przebieg wartości przekładni prądowej CTR w funkcji odległości x aproksymowano zależnością: CTR (x) = 0,0413 e - 0,16 x w której x wyrażone jest w milimetrach. Do jej wyznaczenia wykorzystano regresję wykładniczą oraz uzyskane doświadczalnie więcej »

Zintegrowane urządzenie do prowadzenia reakcji Real-Time PCR

Patrycja ŚNIADEK Paweł KNAPKIEWICZ Rafał WALCZAK Anna GÓRECKA-DRZAZGA Paweł BEMBNOWICZ Leszek GOLONKA Anna JONKISZ Małgorzata MAŁODOBRA nna KARPIEWSKA Dagmara MICHAŁOWSKA Tadeusz DOBOSZ

Celem badań było opracowanie miniaturowego, przenośnego urządzenia do prowadzenia reakcji PCR czasu realnego [1, 2]. Urządzenie to ma umożliwić wykrywanie DNA bakterii Escherichia coli za pomocą metody PCR i służyć w przyszłości do monitorowania zagrożenia tą bakterią w środowisku. Prace te prowadzone były w ramach programu POIG przy współpracy dwóch grup badawczych: z Wydziału Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej oraz z Akademii Medycznej we Wrocławiu. Pierwsza grupa opracowała demonstrator lab-on-a-chipa (LOC) z ceramiki LTCC i demonstrator układu optycznej detekcji oraz zintegrowała je w jedno przenośne urządzenie. Druga grupa opracowała skład mieszaniny reakcyjnej i procedurę przebiegu procesu Real-Time PCR oraz metodykę pozyskiwania DNA E. coli z próbek środowiskowych. Opracowany demonstrator lab-on-a-chipa ceramicznego składa się z mikroreaktora, który jest wyposażony w szklany falowód oraz zagrzebany system grzejny (grzejnik i czujnik temperatury). Wykonano również demonstrator u więcej »

Znaczenie i uwarunkowania rozwoju technologii mikro- i nanoelektronicznych w Polsce

Piotr Grabiec

Podczas, gdy pierwsza połowa XX wieku zdominowana była przez dwie kolejne wojny światowe, rewolucje, zmiany granic i tworzenie nowego ładu politycznego, druga połowa stanowiła okres niesłychanie intensywnego rozwoju technologicznego. Na przestrzeni lat próbowano tworzyć rożne etykiety wskazujące najważniejsze siły napędowe rozwoju technologicznego i cywilizacyjnego w XX wieku. Z perspektywy pierwszych lat XXI w. bez wątpienia możemy stwierdzić, że druga połowa ubiegłego stulecia zasłużyła na nazwę wieku mikroelektroniki. Produkcja samego tylko światowego przemysłu półprzewodnikowego, startując od zera w połowie wieku dwudziestego, osiągnęła w roku 2004 poziom 250 mld Euro. Globalna wartość rynku systemów elektronicznych i usług opartych i wykorzystujących mikroelektronikę przekraczała kwotę 6 000 000 000 000 euro, natomiast liczba tranzystorów sprzedanych w samym tylko roku 2003 przekroczyła (według szacunków firmy INTEL) niewyobrażalną wielkość 1 000 000 000 000 000 000 sztuk. Jak do tego doszło? Początek historii elektroniki datowany jest różnie. Zanim jednak sięgniemy do historii tej dziedziny musimy pokusić się o zdefiniowanie, o czym właściwie mówimy, czym jest elektronika. Z precyzją wystarczającą dla potrzeb tego artykułu, za definicję elektroniki można przyjąć, iż jest to dziedziną nauki i techniki zajmującą się wytwarzaniem i przetwarzaniem sygnałów w postaci prądów i napięć elektrycznych lub pól elektromagnetycznych. Innymi słowy, elektronika oparta jest na wykorzystaniu ruchu elektronów, wytwarzanych w ich efekcie pól elektromagnetycznych oraz wzajemne ich oddziaływanie. Jeżeli tak zdefiniujemy elektronikę, to za najwcześniejszą datę w historii dziedziny można przyjąć rok 1882, kiedy to Thomas Alva Edison, próbując ulepszyć żarówkę, odkrył iż siatka metalowa, którą owinął żarnik żarówki zyskuje w czasie jej pracy pewien ładunek elektryczny. Odkrył on w ten sposób zjawisko termoemisji. Prace nad praktycznym wykorzy więcej »