Wyniki 1-6 spośród 6 dla zapytania: authorDesc:"Aleksandra Drygała"

Laserowe teksturowanie powierzchni krzemu polikrystalicznego

Czytaj za darmo! »

Istotny wpływ na zastosowanie obróbki laserowej w różnych operacjach technologicznych mają właściwości promieniowania laserowego, które umożliwiają precyzyjną obróbkę różnych materiałów z wydajnością i dokładnością przewyższającą znacznie metody konwencjonalne. Cechy promieniowania laserowego, których uzyskanie nie jest możliwe przy użyciu innych urządzeń, sprawiają że lasery znalazły wiele zastosowań w różnych gałęziach przemysłu. Zastosowanie technologii laserowej w procesie wytwarzania ogniw słonecznych o wysokiej sprawności przetwarzania promieniowania słonecznego na energię elektryczną staje się nieodzownym elementem współczesnej technologii fotowoltaicznej. W fotowoltaice lasery znajdują najczęściej zastosowanie do izolacji elektrod, wytwarzania rowków pod zagłębione kontakty, wypalania kontaktów, domieszkowania, drążenia otworów, cięcia [1‑3]. Laserowe teksturowanie powierzchni krzemu wykonano przy użyciu systemu laserowego Allprint DN 50A firmy Alltec, w którym źródłem promieniowania jest laser ze stałym ośrodkiem czynnym - kryształem granatu itrowo-aluminiowego domieszkowanego jonami neodymu (Nd:YAG). Zastosowany laser jest urządzeniem małej mocy wykorzystywanym do precyzyjnej obróbki w inżynierii powierzchni. W celu uzyskania impulsów laserowych dużej mocy w trybie pracy pulsacyjnej w systemie laserowym wykorzystany jest [...]

Wpływ obróbki laserowej na topografię powierzchni krzemu polikrystalicznego


  Przetwarzanie promieniowania słonecznego na energię elektryczną zależy od szeregu czynników, które ograniczają wydajność ogniw fotowoltaicznych. Jednym z nich jest odbicie części padającego promieniowania słonecznego przez przednią powierzchnię ogniwa fotowoltaicznego. Jest to spowodowane różnicą współczynników załamania światła w powietrzu i półprzewodniku. Straty związane z odbiciem padającego promieniowania można znacznie zredukować przez zastosowanie warstwy antyrefleksyjnej i teksturowanie powierzchni ogniwa fotowoltaicznego [1]. Dzięki teksturowaniu powierzchni ogniwa fotowoltaicznego odbity od powierzchni foton ma szansę po raz drugi być zaabsorbowany. W przypadku krzemu monokrystalicznego, konwencjonalną metodą teksturowania powierzchni jest anizotropowe trawienie, które zachodzi podczas mokrego trawienia w roztworach alkalicznych np. KOH lub NaOH [2]. Kryształ trawi się z różną szybkością w różnych kierunkach krystalograficznych, co stwarza olbrzymie możliwości jego przestrzennego kształtowania (np. strukturę piramidalną dla orientacji (100)) [3, 4]. Duża selektywność tych odczynników trawiących w stosunku do różnych orientacji krystalograficznych, ogranicza ich zastosowanie w teksturowaniu krzemu polikrystalicznego. Z tego względu podejmuje się badania nad innymi metodami teks[...]

Obróbka laserowa powierzchni krzemu polikrystalicznego

Czytaj za darmo! »

Rozwój cywilizacyjny niesie ze sobą coraz większe zapotrzebowanie na energię elektryczną. Obecnie człowiek wykorzystuje energię zmagazynowaną w pokładach węglowych i ropopochodnych, których zasoby są ograniczone, co więcej korzystanie ze źródeł kopalnych wiąże się z emisją gazów cieplarnianych i niesie ze sobą zagrożenie ekologiczne. Niezbędne jest zatem szukanie nowych rozwiązań energetycznych [1, 2]. Obecnie uwaga skupia się na odnawialnych źródłach energii, w tym między innymi na energii promieniowania słonecznego. Słońce jest niewyczerpywalnym i podstawowym źródłem energii na Ziemi. Całkowita moc promieniowania słonecznego szacowana jest na około 3,826×1026 W [3]. Do górnych warstw atmosfery Ziemi w ciągu roku dociera promieniowanie słoneczne o gęstości strumienia 1367 W/m² [1, 4]. Część tego promieniowania jest odbijana w kosmos oraz pochłaniana przez atmosferę. Mimo to energia słoneczna absorbowana przez Ziemię w ciągu roku jest około 10 razy większa od energii możliwej do uzyskania ze wszystkich znajdujących się w Ziemi paliw kopalnych. W Polsce energia jaka dociera do powierzchni to około 1000 kWh/(m2×rok). Udział energetyki solarnej w ogólnym rankingu wykorzystania energii odnawialnej w Polsce jest jednak niewielki [1, 2, 5]. Obecnie energia promieniowania słonecznego podlega konwersji fotochemicznej, fotoelektrycznej, fototermicznej. Fotowoltaika obecnie bardzo dynamicznie się rozwija i należy przypuszczać, że wkrótce będzie coraz powszechniej stosowana. Energia słoneczna bezpośrednio przetwarzana w ogniwach fotowoltaicznych na energię elektryczną nie powoduje żadnych szkodliwych emisji, może być wszechstronnie stosowana i jest zgodna z ideą zrównoważonego rozwoju. Ogniwa słoneczne odznaczają się dużą niezawodnością, stabilnością pracy i długą żywotnością. Jednak dalszy rozwój fotowoltaiki jest związany z postępem w dziedzinie nauk materiałowych i technologii [1, 2, 4]. Do najważniejszych czynników ograniczają[...]

Laser texturing and microtreatment of silicon for photovoltaics


  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[...]

Właściwości elektryczne i optyczne fotoogniw wytworzonych z wykorzystaniem metody sitodruku

Czytaj za darmo! »

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[...]

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


  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 [...]

 Strona 1