Wyniki 1-6 spośród 6 dla zapytania: authorDesc:"Zbigniew Starowicz"

Antireflection coating with plasmonic metal nanoparticles for photovoltaic applications


  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[...]

Plazmonika w fotowoltaice - próby aplikacji


  Fotowoltaika jest dynamicznie rozwijającą się dziedziną nauki i przemysłu o ogromnym potencjale. Aby fotowoltaika stała się powszechnym i opłacalnym źródłem energii elektrycznej, potrzebna jest wysoka sprawność ogniw słonecznych oraz redukcja jej kosztów pozyskania - np. koszty materiałowe. Potrzeba znacznej redukcji grubości ogniw doprowadziła do rozwoju technologii cienkowarstwowych ogniw, które mają nieco niższą sprawność niż "grube" ogniwa krzemowe. W przypadku ogniw cienkowarstwowych nie ma możliwości wytworzenia tekstury w celu lepszego pułapkowania światła, gdyż geometryczne rozmiary charakterystycznych piramid przekraczają całkowitą grubość ogniwa. Dlatego też duże nadzieje związane są z plazmoniką, która dostarcza odpowiednich metod pozwalających uzyskać zwiększenie absorpcji światła w półprzewodniku. Plazmonika to stosunkowo nowa dziedzina nauki i techniki zajmującą się związaniem światła, w strukturach metalicznych w skali nano. Zachodzi tu wiele ciekawych zjawisk, które mogą być zaaplikowane w wielu różnych dziedzinach. W przypadku fotowoltaiki nanocząstki metali reagując ze światłem mogą powodować rozpraszanie go w kierunku podłoża pod różnymi kątami wydłużając przy tym długość drogi optycznej lub wspomagać generację nośników, dzięki oddziaływaniu bliskiego pola wokół cząstek [1]. Ich właściwości zmieniają się w szerokim zakresie, co pozwala dostosować je do każdego rodzaju ogniw [2]. Poszukuje się także nowych łatwiejszych i tańsz[...]

Metody wytwarzania nanostruktur plazmonicznych do zastosowań w fotowoltaice


  Cząstki metali o rozmiarach poniżej długości fali świetlnej cechuje bardzo silne rozpraszanie padającego światła, które można wykorzystać w ogniwach słonecznych w celu redukcji strat optycznych. Kluczową cechą takich cząstek jest zdolność do rozpraszania światła z obszaru kilkukrotnie większego od ich wymiarów geometrycznych. Rozpraszanie to jest możliwe dzięki wzbudzeniu zlokalizowanych plazmonów powierzchniowych, czyli kolektywnych oscylacji swobodnych elektronów w metalu. Efekt silnego rozpraszania jest szczególnie widoczny dla częstotliwości fali padającej, dla których występuje zjawisko tzw. rezonansu plazmonowego [1], które dla srebra występują w zakresie widzialnym. Dokładne położenie częstotliwości rezonansowych w spektrum oraz właściwości optyczne cząstek zależą od szeregu parametrów (rodzaj metalu, wielkość i kształt cząstek oraz medium otaczające), które wymagają precyzyjnej kontroli w strukturze plazmonicznej o rozmiarach w skali nano. Taką strukturę stanowi sieć nanocząstek metalu (o wielkości rzędu 100 nm) pokrywająca od kilkunastu do kilkudziesięciu procent powierzchni podłoża. Z uwagi na większą liczbę stanów optycznych rozproszone światło jest kierowane głównie do podłoża półprzewodnikowego o wysokim współczynniku załamania światła [2]. Dzięki możliwości zmian właściwości optycznych w szerokim zakresie długości fali, nanocząstki mogą być umieszczane zarówno na przedniej, jak i na tylnej powierzchni ogniwa skutecznie redukując straty odpowiednio w odbiciu oraz transmisji światła. Maksymalne korzyści możliwe są do osiągnięcia przez znalezienie kompromisu między skutecznością rozpraszania a ilością światła kierowaną do podłoża. W praktyce uzyskuje się to przez wprowadzenie warstwy dielektrycznej, która dodatkowo nie dopuszcza do kontaktu elektrycznego między półprzewodnikiem a metalem. W ogniwach słonecznych popularnie stosow[...]

Obrazowane luminescencyjne do charakteryzacji ogniw i modułów fotowoltaicznych DOI:10.15199/ELE-2014-106


  Obrazowanie fotoluminescencyjne (PL) i elektroluminescencyjne (EL) są nowymi technikami pomiarowymi, które są stosowane coraz częściej do charakteryzacji ogniw słonecznych, jak również zbudowanych z ogniw tzw. modułów fotowoltaicznych [1-6]. Techniki te są coraz bardziej rozwijane i stosowane nie tylko w ośrodkach naukowych, w których prowadzone są badania nad poprawą procesów technologicznych ogniw, ale również w produkcji wielkoprzemysłowej. Ich najważniejszą zaletą jest duża szybkość uzyskiwania ważnych informacji takich jak rozkład czasu życia nośników mniejszościowych, rozkład rezystancji szeregowej, ujawnienie mikropęknięć. Pomiar efektywnego czasu życia nośników jest o kilka rzędów szybszy w porównaniu ze znaną metodą MWPCD (metodą zaniku foto przewodnictwa w stanie nieustalonym z detekcją mikrofalową). Po raz pierwszy obrazowanie EL [1] w ogniwach i obrazowanie PL w ogniwach i płytkach [2] zostało zademonstrowane w roku 2005. Techniki te są obecnie standardem w laboratoriach oraz w taśmowych procesach produkcyjnych. W obrazowaniu PL można uzyskiwać obraz luminescencji zarówno płytek krzemowych typu "as-cut" jak również po każdym etapie technologicznym. Technika ta jest bezkontaktowa, idealnie więc nadaje się do produkcji przemysłowej, gdyż nie powoduje uszkodzeń mechanicznych. Natomiast w obrazowaniu EL uzyskuje się obrazy tylko ogniw lub modułów. W tym przypadku obserwuje się luminescencję jak w zwykłych diodach świecących LED [3]. W pracy przedstawione są tylko niektóre zastosowania techniki obrazowania luminescencyjnego krzemowych ogniw i modułów fotowoltaicznych w oparciu o prace przeprowadzone w Laboratorium Fotowoltaicznym IMIM PAN w Kozach. Obrazowanie luminescencyjne - zasada działania W obrazowaniu fotoluminescencyjnym (PL) cała powierzchnia badanego materiału półpr[...]

Problemy laminacji modułów PV z układem EVA-PMMA DOI:10.15199/13.2016.7.4


  Najczęściej spotykanym układem materiałów w modułach fotowoltaicznych jest układ szkło-EVA-ogniwo-EVA-tworzywo sztuczne. Układ taki gwarantuje bardzo dobre zabezpieczenie przed szkodliwym wpływem warunków zewnętrznych oraz stosunkowo dobrą statyczną wytrzymałość mechaniczną. Wadą takiego układu jest stosunkowo wysoka waga oraz niezbyt dobra odporność na obciążenia dynamiczne. Wady te wynikają z faktu zastosowania jako warstwy nośnej i zabezpieczającej szyby ze szkła hartowanego o typowej grubości 3,2 mm. W niniejszym artykule przedstawiono pierwsze badania dotyczące procesów laminacji modułów fotowoltaicznych w których zastąpiono szybę taflą polimetakrylanu metylu (PMMA). Do badań wybrano ogniwa na bazie krzemu polikrystalicznego oraz układy materiałów: (1) PMMA-EVA-ogniwa-EVA-tworzywo sztuczne oraz (2) PMMA-EVA-ogniwa-EVA-PMMA. Przedstawiono pierwsze problemy związane z zastosowaniem takich układów oraz zaproponowano sposoby ich rozwiązania. Słowa kluczowe: ogniwa fotowoltaiczne, procesy laminacji, moduły PV, PMMA.Urządzenia wytwarzające energię elektryczną w oparciu o tak zwane alternatywne źródła energii są obecnie rozwijane z wielu względów. Przemawiają za tym głównie względy ekologiczne ale także ekonomiczne oraz kwestie bezpieczeństwa energetycznego. W przypadku energii słonecznej najczęściej jej konwersji dokonuje się na energie cieplną - kolektory słoneczne, bądź elektryczną - ogniwa fotowoltaiczne. W przypadku ogniw najczęściej produkowanym i stosowanym urządzeniem są moduły fotowoltaiczne na bazie ogniw z krzemu krystalicznego [1]. Typowe moduły wykonane są z 60 lub 72 ogniw połączonych szeregowo, posiadają dwie warstwy hermetyzujące z kop[...]

Badania ogniw perowskitowych DOI:10.15199/13.2016.7.5


  W pracy opisano metodę wytwarzania ogniw słonecznych na bazie perowskitu CH3NH3PbI3, które wykazują charakterystyczne dla typu materiału wysokie napięcia obwodu otwartego oraz sprawność około 10%. Do charakteryzacji wykorzystano metody badawcze takie jak TEM, LBIC oraz przeprowadzono pomiary charakterystyk prądowo-napięciowych I-V i zewnętrznej sprawności kwantowej EQE. Zwrócono również uwagę na efekt histerezy, który ujawnia się w tego typu ogniwach. Słowa kluczowe: ogniwo perowskitowe, charakteryzacja ogniw słonecznych.Ogniwa perowskitowe należą obecnie [1-3] do najszybciej rozwijającego się typu ogniw słonecznych na świecie. Od 2009 roku ich sprawność wzrosła od 3,8% do ponad 22% w roku 2016 [4]. Ogniwa te łączą w sobie dwie zasadnicze zalety, wysoką sprawność konwersji promieniowania słonecznego w energię elektryczną oraz niski koszt wytwarzania. Wysoka sprawność wynika z faktu że są to półprzewodniki, których przerwa energetyczna jest bliska wartości optymalnej dla konwersji fotowoltaicznej. Ponadto charakteryzują się one stosunkowo długą drogą dyfuzji nośników mniejszościowych, która zawiera się w przedziale od 100 do 1000 nm dla perowskitów zawierających chlor. Perowskity stosowane w fotowoltaice nazywane są materiałami hybrydowymi ponieważ łączą w sobie część organiczną oraz nieorganiczną w postaci metali takich jak Pb, Sn czy też Cs. Struktura krystaliczna perowskitu to ośmiościan koordynacyjny wewnątrz którego znajduje się kation dwuwartościowy natomiast w narożach ulokowane są aniony jednowartościowe takie jak F, Cl,Br i I. Pomiędzy ośmiościanami znajduje się kation jednowartościowy, najczęściej jest nim MA (CH3NH3 +) lub F[...]

 Strona 1