Wyniki wyszukiwania

Przyrządy półprzewodnikowe, jakimi są ogniwa fotowoltaiczne, muszą być zabezpieczone przed szkodliwym wpływem czynników zewnętrznych. Stosuje się do tego celu różnego rodzaju warstwy zabezpieczające. Obecnie najpopularniejsze warstwy zabezpieczające to wszelkiego typu polimery. Najczęściej stosuje się octan polietylenowo winylowy EVA (Ethylene-Vinyl-Acetate). Ogniwa słoneczne zabezpiecza się w postaci modułów, które powstają w procesie laminacji w podwyższonej temperaturze i w obecności próżni. Innym ważnym elementem modułu jest przednia szyba zabezpieczająca moduł mechanicznie. Szyba taka jest bardzo odporna mechanicznie (szkło hartowane), ale jednocześnie jest bardzo ciężka. Z tego powodu czasami jest ona eliminowana z modułu fotowoltaicznego. Zastępowana jest innym materiałem, na przykład blachą aluminiową na tylnej części modułu. Eksperyment Wszystkie badania dotyczące przedsta-wionych sposobów laminacji niskotempera-turowej przeprowadzono w Laboratorium Fotowoltaicznym Instytutu Metalurgii i Inżynierii Materiałowej PAN (LF IMIM PAN) w Kozach. Ogniwo referencyjne stosowane do pomiarów charakterystyk prądowo-napięciowych skalibrowano w Institute für Solarenergieforschung w Hameln Emmerthal (Niemcy). Typowy proces laminacji ogniw słonecznych składa się z 7 etapów, zależnych od stosowanej technologii, sprzętu oraz użytych materiałów. Natomiast prowadzone badania składały się z 4 zasadniczych kroków pokazanych na rys. 1. Materiałem bazowym użytym do badań w niniejszej pracy były: płyty [...] więcej»
w zeszycie ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA 2011/3

» Wykorzystanie mikroskopii sił atomowych w badaniach nad formowaniem powierzchni krzemowych ogniw słonecznych

KRZYSZTOF WACZYŃSKI

Olbrzymi wpływ na sprawność krzemowych ogniw słonecznych ma stan powierzchni płytki podłożowej. Powszechnie stosowanym zabiegiem podnoszącym stopień konwersji energii słonecznej na elektryczną jest teksturyzacja powierzchni krzemu. Jednak tego typu strukturę można przede wszystkim wytworzyć poddając procesowi trawienia krzem monokrystaliczny. W przypadku powszechnie stosowanego obecnie do w[...] więcej»
w zeszycie ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA 2008/1

» Wytwarzane metodą laserową kontakty punktowe Al-Si w aspekcie zastosowania w ogniwach słonecznych na bazie krzemu krystalicznego

PIOTR PANEK

JADWIGA KWIATKOWSKA

PIOTR ROBERT SOCHA

Najważniejszym obszarem prac rozwojowo-badawczych w dziedzinie krzemowych ogniw słonecznych jest osiągnięcie jak najwyższego współczynnika konwersji fotowoltaicznej przy minimalizacji grubości płytki krystalicznej. Redukcja grubości stwarza istotny problem wynikający z faktu, że używana do uzyskania tylnego kontaktu cienka warstwa aluminium o grubości około 25 μm, nanoszona metodą sitodruku, w związku z różnicą współczynnika rozszerzalności cieplnej wynoszącego dla Si - 2,35·10-6 K-1 a dla Al - 25,3·10-6 K- 1, powoduje wyginanie się płytki, przez co limit jej grubości umożliwiającej wytworzenie ogniwa w tej technologii jest określany na 200 μm [1]. Ponadto wytwarzana tylna warstwa Al posiada w zakresie fal długich współczynnik odbicia zaledwie na poziomie 70…80% oraz umożliwia jedynie redukcję prędkości rekombinacji powierzchniowej (SRV) na tylnej powierzchni do wartości około 500 cm/s [2]. Biorąc pod uwagę powyższe fakty, jednym z rozwiązań jest pasywacja tylnej powierzchni ogniwa i wytwarzanie kontaktów punktowych, co pozwala na zachowanie dużej frakcji tylnej powierzchni z warstwą pasywującą. Uwodorniona warstwa krzemu amorficznego (a-Si) zastosowana na Cz-Si, typu p, o rezystywności 6…9 Ωcm, umożliwia po wygrzaniu niskotemperaturowym redukcję SRV do 30 cm/s [3], a nawet jest możliwe uzyskanie wartości na niewiarygodnie niskim poziomie 3 cm/s na Si typu p o rezystywności 1,6 Ωcm i 7 cm/s na Si typu p o rezystywności 3,4 Ωcm [4]. Aplikacja a-Si w strukturę ogniwa krystalicznego pociąga jednak za sobą komplikacje w sekwencyjności jego wytwarzania, a mianowicie konieczność eliminacji dalszych procesów wysokotemperaturowych w których warstwa a-Si ulega mikrokrystalizacji. Jedynym rozsądnym rozwiązaniem wydaje się w tym przypadku wytworzenie kontaktów punktowych metodą laserową (rys. 1). Rys. 1. Schemat ogniwa słonecznego z sekwencją kontaktów punktowych wytworzonych impulsem prom[...] więcej»
w zeszycie ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA 2010/5

» Właściwości elektryczne i optyczne fotoogniw wytworzonych z wykorzystaniem metody sitodruku

LESZEK ADAM DOBRZAŃSKI

MAŁGORZATA MUSZTYFAGA

ALEKSANDRA DRYGAŁA

Zmniejszające się na skutek wieloletniego, ciągłego wydobycia zapasy kopalnych surowców naturalnych służących do produkcji energii elektrycznej oraz pogarszający się stan środowiska naturalnego skłoniły do poszukiwania alternatywnych źródeł energii, przede wszystkim takich, których eksploatacja nie powoduje zanieczyszczenia środowiska. Elementarnym urządzeniem pozwalających na pozyskiwanie energii elektrycznej z energii promieniowania słonecznego jest fotoogniwo. Fotoogniwa pracują bezdźwięcznie i bez części ruchomych, w czasie pracy nie wydzielają żadnych substancji szkodliwych dla środowiska, a produkowane są dziś z materiałów, które będą dostępne jeszcze przez długi czas. W efekcie zaobserwowano, iż technologie wytwarzania energii elektrycznej z odnawialnych źródeł, która może być dostarczana do istniejącej sieci energetycznej w małej oraz dużej ilości, rozwinęły się już do takiego stopnia, że mogą konkurować z konwencjonalnymi metodami [1-6]. Ogólna charakterystyka ogniw słonecznych Ogniwo fotowoltaiczne to urządzenie, w którym następuje bezpośrednia konwersja energii promieniowania słonecznego w energię elektryczną. Wśród materiałów stosowanych do produkcji ogniw słonecznych najbardziej popularny jest krzem. Klasyczny schemat budowy krzemowego ogn[...] więcej»
w zeszycie ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA 2010/5

» Ogniwa fotowoltaiczne na bazie krzemu krystalicznego w aspekcie technologii przemysłowych

MAREK LIPIŃSKI

PAWEŁ ZIĘBA

Obecnie na świecie dominującym materiałem bazowym do produkcji ogniw fotowoltaicznych jest krzem krystaliczny. Powodów takiej sytuacji jest wiele, warto wymienić tylko kilka z nich. Produkcja materiału krystalicznego na dużą skalę o dobrych parametrach technologicznych jest dobrze opanowana. Krzem jest szeroko rozpowszechniony w przyrodzie, dlatego też nie istnieje niebezpieczeństwo, że zabraknie go podczas zwiększania skali produkcji. Technologie, które wykorzystuje się do produkcji ogniw fotowoltaicznych opartych o krzem krystaliczny, są znane od wielu lat i rozwijane także w innych dziedzinach techniki, takich jak przemysł półprzewodnikowy. Ponadto ogniwa na bazie krzemu krystalicznego osiągają wysokie sprawności przy wciąż malejących kosztach. Motorem ciągłego wzrostu produkcji oraz postępu w badaniach nad technologią ogniw fotowoltaicznych jest zapotrzebowanie ze strony odbiorców. W roku 2008 moc systemów fotowoltaicznych zainstalowanych na całym świecie wyniosła 14 730 MW. Warto także podkreślić, iż skala pojedynczych przedsięwzięć w dziedzinie pozyskiwania energii ze słońca z użyciem ogniw fotowoltaicznych jest coraz większa. Przykładem może być oddana do użytku, druga co do wielkości na świecie, elektrownia słoneczna w Lieberose we wschodnich Niemczech. Elektrownia ta docelowo będzie miała moc 53 MW. Pozwoli to na zaopatrzenie w energię elektryczną nawet 50 tysięcy mieszkańców. Koszt inwestycji wyniósł 160 milionów euro. Śmiało można powiedzieć, że technologia krystalicznych ogniw słonecznych będzie dominująca w fotowoltaice przez wiele najbliższych lat. Instytut Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Polskiej Akademii Nauk (IMIM PAN) w Krakowie posiada opracowaną technologię wytwarzania ogniw słonecznych na krzemie krystalicznym realizowaną na doświadczalnej linii w Laboratorium Fotowoltaicznym Instytutu Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Polskiej Akademii Nauk w Kozach (LF IMIM PAN) [1]. Poszczególne kroki techno[...] więcej»
w zeszycie ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA 2010/5

» Porównanie struktury i właściwości elektrycznych przednich elktrod ogniw słonecznych wypalanych w piecu taśmowym i selektywnie spiekanych laserowo

LESZEK A. DOBRZAŃSKI

M. MUSZTYFAGA

ALEKSANDRA DRYGAŁA

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 [...] więcej»
w zeszycie ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA 2011/4

» Krzemowe ogniwa słoneczne z tylnymi kontaktami punktowymi

PIOTR PANEK

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[...] więcej»
w zeszycie ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA 2011/4