Wyniki 1-10 spośród 15 dla zapytania: authorDesc:"Stanisława Kluska"

Właściwości ochronne i pasywujące amorficznych pokryć antyrefleksyjnych na krzemowe ogniwa słoneczne


  Krzem jako materiał bardzo kruchy, zwłaszcza przy grubości jaką posiada w ogniwach słonecznych - mniej niż 300 μm - dość łatwo ulega uszkodzeniom mechanicznym. Ogniwa są cienkimi i kruchymi płytkami połączonymi delikatnymi paskami metalu. Standardowo na powierzchnię ogniw nanosi się cienką warstwę, której zasadnicze zadanie polega na tym, że ma minimalizować odbicie światła od jego powierzchni. Warstwa antyrefleksyjna posiada grubość poniżej 100 nm, ale mimo to może również stanowić zabezpieczenie powierzchni ogniwa. W procesie technologicznym produkcji paneli, na etapie laminowania ogniw, ochronną rolę bezpośrednio przejmuje już folia [1]. Potem od frontu ogniwa dodatkowo zabezpieczone są twardą płytą szklaną. Jednakże zanim ogniwa zostaną zalaminowane, istotne jest, aby uszkodzenia ich powierzchni były jak najmniejsze. Cały proces produkcji ogniw i paneli musi to uwzględniać i cechować się dużą czułością i precyzją. Wszelkie rysy, zadrapania czy mikropęknięcia mogą skutkować upływami prądu. Te wszystkie niedoskonałości materiałowe mogą mieć jeszcze większe, niekorzystne znaczenie w podwyższonych temperaturach, w jakich często pracują ogniwa. Wiąże się to ze spadkiem sprawności pojedynczego ogniwa, a tym samym ze zmniejszeniem całkowitej sprawności modułu, ze względu na szeregowe połączenie ogniw w nim. Straty, wynikające ze zniszczenia materiału, są z góry wpisane w technologię produkcji ogniw. Nie oznacza to jednak, że nie można ich minimalizować. Odpowiednio dobrany skład chemiczny warstw antyrefleksyjnych, może stać się ich dodatkowym atutem, a powierzchnia ogniw słonecznych będzie dodatkowo wzmocniona. Autorzy pracy wybrali do nanoszenia amorficznych warstw antyreflek[...]

Właściwości aplikacyjne amorficznych warstw na bazie krzemu podwyższające sprawność ogniw słonecznych


  Dzięki efektowi fotowoltaicznemu w półprzewodnikach, promieniowanie słoneczne może być bezpośrednio przetwarzane na energię elektryczną. Pod wpływem promieniowania słonecznego absorbowanego przez półprzewodnik z barierą potencjału (złącze p-n, p-i-n, heterozłącze) następuje generacja ujemnego (elektronu) i dodatniego (dziury) ładunku. Ładunki te są rozdzielane przez barierę potencjału i zbierane na elektrodach zewnętrznych. Absorpcja przeważającej części promieniowania słonecznego, padającego na ogniwo, następuje w obszarze krzemu typu n, zwanym emiterem. Obszar krzemu typu p, zwany jest kolektorem i wraz z emiterem oraz dwoma elektrodami - przednią i tylną, stanowią najważniejsze elementy składowe ogniwa fotowoltaicznego. Dodatkowym elementem ogniw jest - nie mniej istotna - warstwa przeciwodblaskowa, antyrefleksyjna (ARC - antireflective coating), którą nanosi się na powierzchnię emitera. Jak nazwa wskazuje, jej zasadnicza rola polega na maksymalnym zmniejszaniu odbicia promieniowania słonecznego padającego na ogniwo, dzięki czemu uzyskuje się wzrost sprawności ogniwa. Absorpcja promieniowania oraz rozkład spektralny widma słonecznego znacznie ogranicza grupę materiałów półprzewodnikowych, nadających się do zastosowań w konwersji fotowoltaicznej. Aby wykorzystać jak największą część widma słonecznego, przerwa energetyczna Eg danego półprzewodnika powinna być jak najmniejsza. Jednocześnie wiadomo, że większa przerwa energetyczna umożliwia uzyskanie wyższego napięcia fotoelektrycznego. Właśnie z tego powodu, bardzo istotną kwestią przy projektowaniu baterii słonecznej, jest optymalizacja dopasowania czułości spektralnej fotoogniwa do charakterystyki widmowej promieniowania. Największą czułość widmową fotoogniwa można uzyskać poprzez zrównanie grubości obydwu obszarów złącza p-n z długościami dróg dyfuzji nośników, a także maksymalne wydłużenie tych dróg [1]. Istotną rolę odgrywa także odbicie światła od powierzchni stosowanyc[...]

Gradientowe warstwy a-SiNx:H osadzane plazmochemicznie w układzie RF CVD

Czytaj za darmo! »

Warstwy amorficznego krzemu (a-Si:H), amorficznego azotku krzemu (a-SiNx:H) oraz układy warstwowe (a-Si:H - a-SiNx:H) osadzono na podłożach Si (001) z zastosowaniem metody PE CVD, w rozwiązaniu RF CVD. W ośmiominutowym procesie syntezy uzyskano warstwy o grubościach rzędu 550÷750 nm, zależnie od typu. Jako prekursorów gazowych użyto SiH4, N2 i H2. Skład chemiczny warstw określono za pomocą sp[...]

Warstwy a-SiNx:H o różnej zawartości azotu osadzane w układzie PECVD

Czytaj za darmo! »

Technologie warstwowe wychodzą obecnie naprzeciw rosnącemu zapotrzebowaniu na materiały nowej generacji i tym samym stanowią kluczowy obszar inżynierii powierzchni i inżynierii materiałowej [1÷4]. Wykorzystuje się je w celach modyfikacji właściwości powierzchni różnego typu materiałów (ceramicznych, metalicznych, polimerów organicznych), a także w otrzymywaniu materiałów funkcyjnych, np. dla elektroniki czy fotowoltaiki. Zastosowanie znajdują zarówno cienkie warstwy o grubości rzędu kilku warstw atomowych, jak i warstwy, których grubość sięga kilku, kilkunastu mikrometrów, najczęściej uzyskiwane sposobem chemicznego lub fizycznego osadzania z fazy gazowej. Warstwy niestechiometrycznego azotku krzemu a-SiNx:H, które są przedmiotem badań opisanych w tej pracy, mają szereg właściwości, stawiających je w grupie materiałów o istotnym znaczeniu dla rozwoju fotowoltaiki [5÷15]. Stanowią pasywną powłokę antyrefleksyjną, która jednocześnie zabezpiecza powierzchnię ogniwa słonecznego przed korozją oraz przed dyfuzją obcych atomów i jonów (np. tlenu). Jednocześnie warstwy takie są źródłem wodoru pasywującego defekty podłoża (na przykład defekty powierzchniowe granic międzyziarnowych polikrystalicznego krzemu). Warstwa a-SiNx:H, stosowana jako powłoka zewnętrzna, zabezpiecza amorficzny krzem przed dyfuzją obcych atomów (np. tlenu) z atmosfery. Jako warstwa wewnętrzna stanowi barierę dla dyfuzji atomów/jonów między podłożem i krzemem (np. w układach scalonych). Celem pracy było otrzymanie w procesie chemicznego osadzania z fazy gazowej, prowadzonym ze wspomaganiem plazmy (PECVD - Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), serii amorficznych warstw a-SiNx:H o różnej zawartości azotu. W literaturze przedmiotu można znaleźć szereg doniesień odnośnie do roli składu chemicznego i budowy warstw jako czynników decydujących o właściwościach użytkowych i potencjalnych zastosowaniach. Znana jest zależność pomiędzy współczynnikiem załamania warstwy[...]

Wpływ parametrów procesu tlenoazotowania na właściwości użytkowe stopu Ti-6Al-4V

Czytaj za darmo! »

Stopy tytanu jak i tytan techniczny są atrakcyjnymi materiałami do zastosowań w różnych obszarach medycyny. Jest to możliwe ze względu na unikatowe właściwości fizyczne i chemiczne, takie jak wysoka wytrzymałość, mała gęstość, dobra odporność korozyjna i dobra biozgodność w środowisku ludzkich komórek i tkanek [1÷3]. Zastosowanie tytanu i jego stopów umożliwia zwiększenie komfortu operacji chirurgicznych (aparatura medyczna) oraz leczenia urazów (na przykład endoprotezy i sztuczne kończyny, implanty, płyty stabilizacyjne) [4÷9]. Z drugiej strony materiały te mają stosunkowo niskie właściwości tribologiczne, dużą wartość współczynnika tarcia i małą odporność na ścieranie. W badaniach prowadzonych nad modyfikacją powierzchni tytanu i jego stopów, mających na celu poprawę właściwości tribologicznych, stosowane są różne technologie i różnego rodzaju warstwy. W ostatnich latach widoczne jest rosnące zainteresowanie warstwami Ti(N) Ti(C) i Ti(C, N) [9÷11]. W wyniku tlenoazotowania jarzeniowego uzyskuje się warstwy zawierające Ti(O, N) + Ti2N + α-Ti(N) [12]. Grubość warstwy tlenoazotku tytanu po godzinnej obróbce wynosi około 2 μm. Chropowatość tlenoazotowanych powierzchni zarówno tytanu, jak i stopu zależy od warunków prowadzenia procesu, a głównie od temperatury. Należy podkreślić, że zarówno skład chemiczny, mikrostruktura, jak i topografia powierzchni mają istotny wpływ na właściwości biofizyczne implantów [13, 14]. Wyniki przedstawione w wymienionych pracach potwierdzają duże możliwości wykorzystania procesu tlenoazotowania jarzeniowego do wytwarzania biomateriałów tytanowych. Świadczy o tym również fakt, że warstwy wytworzone w procesie tlenoazotowania charakteryzują się dużą odpornością na zużycie przez tarcie i korozję [14]. Warstwy są biozgodne i stanowią barierę hamującą przechodzenie tytanu i składników stopowych do otaczającego je środowiska biologicznego. Materiały i metody bada ń Próbki stopu tytanu Ti-6Al-[...]

Modyfikacja powierzchni podłoża tytanowego warstwami węgloazotku krzemu

Czytaj za darmo! »

Materiały do zastosowań medycznych muszą spełniać bardzo wysokie wymagania dotyczące ich właściwości biologicznych, chemicznych i tribologicznych. Niestety, pomimo dynamicznego rozwoju nauki ciągle nie istnieją takie, które w pełni będą mogły zastępować żywe tkanki w organizmie. Mimo wielu zalet tytanu, takich jak: odporność korozyjna, dobre właściwości mechaniczne, mała gęstość czy mała przewodność elektryczna, jest wiele zjawisk limitujących czas jego stosowania [1, 2]. Do najważniejszych należą reakcje alergiczne oraz zjawisko metalozy skutkujące przejściem szkodliwych pierwiastków do organizmu ludzkiego [1÷3]. Ze względu na duże znaczenie tytanu jako implantu, o czym świadczy spektrum zastosowań (od ortopedii, chirurgii przez laryngologię po stomatologię i weterynarię), ciągle poszukuje się rozwiązań, które pozwoliłyby wydłużyć czas jego bezpiecznego stosowania [4, 5]. Z tego punktu widzenia jednym z perspektywicznych rozwiązań jest zastosowanie metody chemicznego osadzania z fazy gazowej ze wspomaganiem plazmowym PACVD (Plasma Assisted Chemicl Vapor Depistion) do otrzymania na podłożu tytanowym Ti Grade 2 warstw o ściśle zdefiniowanym składzie i określonej strukturze [6]. Wiadomo, że wiele spośród użytkowych właściwości materiałów, w tym odporność korozyjna i zużyciowa, współczynnik tarcia i biozgodność, zależą od stanu powierzchni. Dlatego postuluje się, że połączenie składu chemicznego azotku i węglika krzemu oraz zastosowanie metody PACVD będzie skutkowało otrzymaniem warstw pozwalających na eliminację podstawowych wad biomateriałów tytanowych. W aspekcie zastosowań w medycynie amorficzne bądź nanokrystaliczne warstwy zawierające węgiel, azot, krzem i wodór wydają się najbardziej odpowiednie. Zgodnie z danymi literaturowymi połączenie właściwości kruchego SiC z bardziej elastycznym Si3N4 prowadzi do otrzymania materiału o dużej odporności chemicznej i biologicznej, stabilności termicznej, dużej twardości i wytrzymałoś[...]

Wpływ plazmochemicznej modyfikacji powierzchni stopów Al-Zn-Mg na ich budowę i wybrane właściwości użytkowe

Czytaj za darmo! »

Aluminium i jego stopy stanowią grupę materiałów inżynierskich które są alternatywą dla innych metali i stali konstrukcyjnych stosowanych w wielu gałęziach przemysłu. Wynika to głównie z małej gęstości tych materiałów, dużego stosunku wytrzymałości do masy oraz podatności na obróbkę mechaniczną [1, 2]. Właściwości stopów aluminium mogą być kształtowane w pewnym zakresie na drodze modyfikacji ich składu chemicznego (zatem i fazowego) przez dodatki innych pierwiastków, na przykład Cu, Si, Zn i Mg. Problem dla niektórych zastosowań tej grupy materiałów stanowią niewystarczające właściwości użytkowe, w tym wytrzymałość mechaniczna, słaba odporność na korozję i zużycie tribologiczne [3÷5]. Jednym z perspektywicznych materiałów do zastosowań w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym jest stop Al-Zn-Mg (7075). Poza metodami mechanicznymi (np. shot peening) do metod stosowanych w celu poprawy wspomnianych właściwości można zaliczyć metody obróbki cieplno-chemicznej. Wciąż prowadzone badania są dowodem na to, że obróbka powierzchni tych materiałów (np. na drodze otrzymania warstw DLC, procesów azotowania, depozycji powłok zawierających Ti i N, warstw WC/C) może przyczynić się do poprawy ich właściwości użytkowych [3÷8]. Na szczególną uwagę zasługują metody plazmochemicznego otrzymywania powłok z fazy gazowej (PA CVD) [8], fizycznego otrzymywania powłok z fazy gazowej (PVD) [3] lub kombinacje kilku technik [7÷9]. Praca dotyczy badań plazmochemicznej modyfikacji stopów aluminium serii 7075 metodą RF CVD (Radio Frequency Chemical Vapour Deposition). Zastosowana obróbka miała na celu wytworzenie na powierzchni stopów odpornej na zużycie powłoki o dobrej adhezji do podłoża. Otrzymane powłoki scharakteryzowano pod względem ich budowy strukturalnej oraz wybranych właściwości mechanicznych i tribologicznych. Zastosowano zespół typowych technik badawczych dla inżynierii powierzchni, wśród których można wyróżnić skaningową mikroskopię elektronową[...]

Właściwości żaroodporne stali zaworowych poddanych procesowi azotowania


  Zbadano przebieg utleniania w warunkach wstrząsów cieplnych trzech gatunków stali zaworowych (X33CrNiMn23-8, X50CrMn- NiNbN21-9, X53CrMnNiN20-8) poddanych procesowi powierzchniowego azotowania. Wykazano, że proces azotowania stali o największej zawartości chromu (X33CrNiMn23-8) nie wpływa praktycznie na przebieg korozji. W przypadku pozostałych stali o niższej zawartości chromu, proces azotowania nieznacznie obniża przyczepność zgorzelin do podłoża. Słowa kluczowe: stale zaworowe, wstrząsy cieplne, azotowanie Heat-resisting properties of nitrided valve steels The oxidation behavior under thermal shock conditions of three valve steels (X33CrNiMn23-8, X50CrMnNiNbN21-9, X53CrMn- NiN20-8) subjected to nitriding process has been studied. It has been found that nitrided steel, containing highest chromium concentration (X33CrNiMn23-8), has virtually no infl uence on its corrosion behavior. In the case of remaining steels, with lower chromium concentration, the nitriding process decreases slightly scale adherence to substrate. Keywords: valve steels, thermal shocks, nitriding.1. Wstęp W ostatnich latach obserwuje się stałą tendencje do podwyższania temperatury pracy silników samochodowych w celu zwiększenia ich wydajności oraz stosowanie na coraz szerszą skalę alternatywnych materiałów pędnych w przemyśle motoryzacyjnym (LPG, gaz ziemny, biopaliwa, itp.) [1-3]. Należy podkreślić, że zarówno wyższe temperatury pracy, jak i stosowanie paliw alternatywnych znacznie przyspieszają degradację poszczególnych elementów silników [4-9]. Zagrożenie to występuje w szczególności w odniesieniu do zaworów wylotowych, pracujących w najwyższych temperaturach (obecnie coraz częściej przekraczających 1173 K) i atmosferze silnie agresywnych gazów spalinowych. W związku z tym w szeregu ośrodkach badawczych na świecie prowadzone są in[...]

 Strona 1  Następna strona »