Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The influence of annealing on the properties of ZnO:Al layers obtained by RF magnetron sputtering

Zdyb A., Krawczak E., Gułkowski S.

Opto-Electronics Review

|

2018

|

Vol. 26, No. 3

247--251

EN

Al doped ZnO has been explored as a viable alternative to indium thin oxide, which is usually used as transparent electrodes’ coverage but is expensive. Homogenous and durable ZnO:Al layers on glass have been obtained in radio frequency magnetron sputtering system by adjusting optimized deposition parameters, using ZnO ceramic target with 2 wt% Al₂O₃. Then, after growth process, annealing treatment has been introduced in order to improve the quality of the layers. Structural, electrical and optical properties of the obtained ZnO:Al layers are presented and discussed. From the application point of view, the best results (sheet resistance of 24 Ω/sq and transparency well above 85%) were achieved after annealing in 300°C.

2

The analysis of the solar power plant performance in temperate climate

Zdyb A., Dragan P., Jaremek A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2018

|

z. 65, nr 1

73--79

EN

Due to gradual depletion of fossil fuels resources and emission of harmful chemicals accompanying the combustion process, the interest in alternative energy sources still increases. Among many kinds of alternative sources, solar radiation is very special because of its wide availability and large technical potential. Photovoltaic systems providing the electric energy are used in many countries. The most important part of photovoltaic system is a module, which parameters (e.g. efficiency, rated power, temperature coefficients of power and efficiency, short circuit current, open circuit voltage) are determined in laboratory tests under Standard Test Conditions (STC: 25°C, 1,000 W/m2 , air mass 1.5). However, in real outdoor conditions the modules exhibit lower efficiency since local climate influences their performance and different external factors generate energy losses in the whole system. The aim of this work is the performance analysis of a solar power plant connected to the grid, which total rated power is 2.985 MW and it works in temperate climate in eastern Poland. Insolation in the location was estimated according to Solargis data and the role of the modules tilt angle, of which the value is non-typical for the considered location was studied. The tilt angle smaller than optimal angle allows increasing the amount of the solar radiation collected in the summer period. The electric energy production based on the inverters data in 2016 and 2017 as well as yearly yield are presented. The results are compared to data coming from other solar power plants, also located at high latitude.

3

Reduction of Pollution Emission by Using Solar Energy in Eastern Poland

Dragan P., Zdyb A.

Journal of Ecological Engineering

|

2017

|

Vol. 18, nr 4

231--235

EN

The present work is devoted to the analysis of electric energy production in photovoltaic power plant located in eastern part of Poland and to the estimation of pollution avoided due to the use of solar radiation energy. Photovoltaic power plant consists mainly of silicon polycrystalline modules but in its experimental part thin film modules of three different technologies are also installed giving the total power of 1.4 MWp. In 2015 the PV plant produced above 1.5 MWh of electric energy. Benefits of renewable energy use result in a significant reduction of emissions that are harmful to people and other living species too.

4

The Influence of Selected Factors on PV Systems Environmental Indicators

Żelazna A., Zdyb A., Pawłowski A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 2

722--732

PL

Rosnąca świadomość zagrożeń dla środowiska naturalnego i klimatu powodowanych przez działalność człowieka stała się motorem zmian w sposobie eksploatacji zasobów naturalnych. Wiele porozumień międzynarodowych, począwszy od Deklaracji podsumowującej konferencję Narodów Zjednoczonych z 1972 roku, a skończywszy na Porozumieniu Paryskim (2015) zostało podpisanych w celu minimalizacji negatywnego oddziaływania na środowisko, związanego w szczególności z energetyką. Jednym z podstawowych celów stawianych przed tą branżą jest spełnienie kryteriów rozwoju zrównoważonego. Instalacje fotowoltaiczne są jednym z odnawialnych źródeł energii, dotowanym z budżetu organizacji międzynarodowych oraz poszczególnych państw jako zmniejszające potencjalne oddziaływanie sektora energetycznego na środowisko. Jednakże produkcja, użytkowanie i zagospodarowanie końcowe modułów fotowoltaicznych nie są obojętne dla środowiska, istnieje więc konieczność porównania pozytywnych i negatywnych efektów powodowanych przez wymienione procesy. Bilans środowiskowy tego rodzaju instalacji może zostać oceniony za pomocą Oceny Cyklu Życia (Life Cycle Assessment). Celem pracy jest porównanie aspektów środowiskowych wybranych systemów fotowoltaicznych pracujących w różnych lokalizacjach.

5

Characterization of ZnO:Al layers for applications in thin film solar cells

Zdyb A., Krawczak E., Lichograj P.

Optica Applicata

|

2016

|

Vol. 46, nr 2

181--185

EN

Thin films of zinc oxide doped with aluminium were obtained by using the magnetron sputtering technique on glass substrates. The changes in magnetron power influence the structural, optical and electrical properties of the ZnO:Al layers. The deposited films are characterized by very good homogeneity and high optical transmission. Thicker films with larger agglomerates on the surface exhibit lower resistivity with the remaining good transparency.

6

Wpływ nasłonecznienia i wiatru na działanie krzemowych modułów polikrystalicznych

Lichograj P., Zdyb A.

Inżynieria Ekologiczna

|

2016

|

Nr 50

58--62

PL

Zmieniające się warunki otoczenia mają znaczący wpływ na sprawność i trwałość ogniw fotowoltaicznych. Na moduły fotowoltaiczne oddziałują między innymi takie czynniki zewnętrzne jak: temperatura modułu, zmieniająca się podczas dłuższej ekspozycji na promieniowanie świetlne, wiatr, zanieczyszczenia oraz częstotliwość opadów. Parametry modułów PV podawane przez producentów znacznie odbiegają od wyników osiąganych w warunkach naturalnych. W tej pracy przedstawiono laboratoryjne badanie wpływu temperatury modułu krzemowego polikrystalicznego na zmianę generowanego napięcia badanego bez obciążenia. Badania potwierdzają korelację wzrostu temperatury podczas długiej ekspozycji na promieniowanie świetlne ze spadkiem napięcia. Jednocześnie symulacja wiatru powoduje chłodzenie modułu oraz wzrost napięcia obwodu. Dalszy rozwój badań nad wpływem warunków otoczenia pozwoli na dokładną optymalizację umiejscowienia farm fotowoltaicznych.

EN

Changing conditions have a significant impact on the efficiency and durability of photovoltaic cells. On photovoltaic modules have also influence such external factors as temperature of the module, which changes during the long exposure to light radiation, wind, pollution and the frequency of rainfall. Parameters of PV modules provided by the manufacturers differ significantly from the results achieved under natural conditions. This work presents the laboratory study on the impact of temperature of the polycrystalline silicon module to the change of generated voltage tested with no load. Research confirms the correlation of temperature increase during the long exposure to light radiation with a voltage drop. At the same time simulation of wind causes the cooling of the module and increase the voltage circuit. Further development of research on the effects of environmental conditions will allow for accurate placement optimization of photovoltaic farms.

7

Znaczenie warunków wiatrowych w funkcjonowaniu modułów fotowoltaicznych

Zdyb A., Lichograj P.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 3

563--570

PL

Wyznaczane w warunkach standardowych dane dotyczące parametrów pracy modułów fotowoltaicznych dostarczane przez producentów nie pokrywają się z faktycznymi rezultatami otrzymywanymi podczas działania modułów w realnych warunkach. Z tego względu istotne jest testowanie modułów w zewnętrznych instalacjach oraz symulowanie pracy modułów z uwzględnieniem wpływu czynników zewnętrznych takich jak: natężenie promieniowania słonecznego, temperatura i prędkość wiatru. Sprawność ogniw fotowoltaicznych, podobnie jak innych urządzeń półprzewodnikowych, zależy w znacznym stopniu od temperatury, w której ogniwo działa. Zwiększenie temperatury powoduje wzrost energii elektronów i zwężenie przerwy energetycznej półprzewodnika. W przebiegu charakterystyki I-V ogniwa jest to widoczne jako spadek wartości napięcia obwodu otwartego i niewielki wzrost wartości natężenia prądu zwarcia. W praktyce na temperaturę ogniwa wpływ ma zarówno moc padającego promieniowania słonecznego jak i temperatura zewnętrzna oraz siła wiatru. W wielu ośrodkach na świecie prowadzone są eksperymentalne obserwacje pracy modułów fotowoltaicznych wykonanych w różnych technologiach i zainstalowanych w różnych warunkach klimatycznych. Przedmiotem analiz przeprowadzonych w przedstawionej pracy jest znaczenie czynników zewnętrznych, w szczególności wiatru w działaniu cienkowarstwowych ogniw fotowoltaicznych wykonanych z amorficznego krzemu. Obliczenia oparte na teoretycznym modelu wskazują na chłodzącą rolę wiatru o prędkościach do ok. 10 m/s oraz związane z tym podwyższenie sprawności modułów. Dalszy wzrost prędkości wiatru nie ma istotnego wpływu na wartości sprawności. Moduły z krzemu amorficznego cechuje dobra odporność na wahania temperatury, mogą one więc być stosowane w klimacie o wyraźnie odróżniających się porach roku np. w Polsce.

EN

Solar modules performance data obtained in STC conditions provided by manufacturers differ from the results obtained from photovoltaic installations working in real external conditions. That is why examination of solar modules performance in different environmental variables such as solar irradiance, temperature and wind speed as well as simulation of their parameters in external conditions is a very significant issue. The efficiency of solar cells, analogously to other semiconductor devices, depends significantly on the cell operating temperature. Temperature growth causes the increase of electrons energy and narrowing of the semiconductor bandgap. These phenomena result in the changes of I-V characteristic shape where one can observe drop of open circuit voltage and slight increase of short circuit current. Since in real applications of solar cells their efficiency is influenced by environmental variables, experimental observations of the performance of different photovoltaic technologies working in various climate conditions are carried in many scientific centers in the world. This work focuses on the influence of different ambient conditions, especially wind speed, on the performance of thin film amorphous silicon photovoltaic cells. The analysis based on the theoretical model indicate wind cooling effect at wind speed up to about 10 m/s. Further increase of wind speed value does not have significant influence on the efficiency of the cells. The characteristic feature of a-Si modules is their good resistivity for temperature changes. This kind of modules can be thus applied in different locations where the weather conditions drastically change from season to season.

8

Zastosowanie wybranych barwników organicznych w barwnikowych ogniwach słonecznych

Siedliska K., Zdyb A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 3

413--420

PL

Coraz większe potrzeby energetyczne świata oraz nacisk na aspekty ekologiczne wymuszają poszukiwanie nowych, bardziej efektywnych i tanich sposobów wytwarzania energii elektrycznej, stąd wynika wzrost zainteresowania w ostatnich latach barwnikowymi ogniwami słonecznymi (DSSC – Dye Sensitized Solar Cells). Głównym komponentem takiego ogniwa, który odpowiada za absorbcję promieniowania słonecznego padającego na jego powierzchnię, jest półprzewodząca warstwa nanocząstek TiO2 z zaadsorbowanym na niej barwnikiem. Barwnik działający jako sensybilizator jest adsorbowany na powierzchni ditlenku tytanu, ponieważ powoduje zwiększenie zakresu absorpcji promieniowania słonecznego przez oświetlaną elektrodę. W niniejszej pracy przedstawiono zastosowanie wybranych barwników organicznych (alizaryny, chinizaryny, ktecholu, parabutylokatechiny) oraz dwóch technik wytwarzania warstwy półprzewodzącej nanocząstek TiO2 (nanoszenie z roztworu koloidalnego lub pasty) do budowy ogniw DSSC. Wyznaczono widma absorpcji światła dla poszczególnych barwników i zmierzono sprawności ogniw w zależności od rodzaju zastosowanego barwnika oraz metody wytworzenia warstwy TiO2. Każdy z badanych sensybilizatorów trwale adsorbuje się na nanocząstkach TiO2 w czasie jednej doby. Wykorzystanie danych komponentów do budowy ogniwa pozwoliło na uzyskanie najwyższej sprawności rzędu 0,272% w przypadku elektrody wykonanej z pasty oraz zaadsorbowanego na niej barwnika chinizaryny. Przedstawione w artykule wyniki badań pozwalają stwierdzić zasadność zastosowania wybranych barwników oraz konieczność dalszych badań nad zwiększeniem wydajności ogniw typu DSSC.

EN

Considering the increasing global demand for energy and the harmful ecological impact of the conventional energy sources, it is obvious that development of clean and renewable energy sources is a necessity. Nowadays, dye sensitized solar cells (DSSC) represent one of the most promising methods for future large-scale conversion sunlight into electricity. The main component of DSSC is the semiconducting layer of TiO2 nanoparticles with adsorbed dye, which is responsible for absorption of the solar radiation incidenting on the surface. Sensitizing dye is adsorbed onto the surface of titanium dioxide layer so as to increase the extent of absorption of solar radiation by irradiated electrode. In the following paper, application of four selected organic dyes (alizarin, catechol, quinizarin and 4-tertbutylocatechol) and two techniques of deposition the TiO2 nanoparticles mesoporous layers on conducting glass as electrodes (application from colloidal solution or paste) were studied. The light absorption spectrum was determined for each dye and the efficiency of the cells was measured depending on the type of dye and the deposition method of titanium dioxide conducting layer. Each sensitizer dye was adsorbed on TiO2 surface by dipping in a dye solution for one day. The use of selected components for the cell construction made it possible to achieve the highest efficiencies of 0.272%, which were obtained with electrodes covered by titanium paste and the quinizarin dye. The results of the research presented in the following paper allow to determine the validity of selected dyes and the necessity for further research on the issue of increasing the efficiency of DSSC type cells.

9

Analiza pracy instalacji fotowoltaicznej w zależności od orientacji geograficznej

Krawczak E., Zdyb A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 3

193--200

PL

Rynek odnawialnych źródeł energii z każdym dniem coraz bardziej się rozwija. Zapotrzebowanie na energię elektryczną wzrasta, przy czym zasoby konwencjonalnych i zarazem nieodnawialnych źródeł energii (paliw kopalnych) ulegają zubożeniu. Alternatywą dla nich są odnawialne źródła energii (OZE), których rezerwy uzupełniane są w naturalnych procesach ekosystemu, co stanowi o ich niewyczerpalności. Zmiany legislacyjne w Polsce dotyczące OZE spowodowały duże zainteresowanie małymi instalacjami fotowoltaicznymi w wyniku czego dotychczasowy konsument zmienia się w prosumenta energii elektrycznej. Rozwój rynku odnawialnych źródeł energii stawia przed projektantami ciągłe wyzwania, ponieważ projektowanie instalacji fotowoltaicznych o wysokiej wydajności dla istniejących budynków, przy uwzględnieniu występujących lokalnych warunków oraz architektury budowli, jest niezwykle trudne. Uzysk energetyczny systemu słonecznego zależy od wielu czynników, jednym z najważniejszych jest wartość nasłonecznienia zależna od lokalizacji (szerokości geograficznej), a także orientacja projektowanego systemu względem kierunku azymutu. Narzędziem wspomagającym i usprawniającym projektowanie instalacji PV (Photovoltaics) jest oprogramowanie DDS-CAD, pozwalające przeprowadzić symulację uzysków energii elektrycznej. Wyniki otrzymanych symulacji umożliwiają w krótkim czasie porównanie wielu wirtualnych modeli instalacji pod kątem wydajności, a co za tym idzie wybranie najkorzystniejszego wariantu dla istniejącej orientacji geograficznej. W niniejszej pracy poddane zostały analizie rezultaty symulacji wirtualnych modeli instalacji fotowoltaicznych pod względem liczby generatorów fotowoltaicznych oraz wielkości uzysku energii elektrycznej przy założeniu wykorzystania całej powierzchni dachu oraz uwzględnieniu zmiany kąta usytuowania modułów PV względem okapu połaci dachowej i kierunku azymutu.

EN

The market of a renewable energy sources is still developing. Electricity demand is increasing and fossil fuels are being depleted. The alternative for them are renewable energy sources, their reserves are replenished in the natural ecosystem processes, which proves the fact of their being unexhausted. Legislative changes in Poland caused a big interest in small photovoltaic installations, and consequently the energy consumer may become electricity prosumer. Market development of renewable energy sources challenges designers continuously because designing the high efficiency photovoltaic systems for existing buildings, taking into account local conditions and existing buildings architecture, is extremely difficult. The yield of solar energy system depends on many factors. One of the most important is the value of solar radiation depending on the location (geographical latitude), as well as the orientation of the designed system with respect to the azimuth. Supportive and labor-saving computer software for design PV systems is DDS-CAD, which allows to simulate electricity yield. The results of simulation allows for quick comparison of various virtual models of installations taking into account their efficiency and quick select of the most advantageous variant according to geographical orientation. In this paper, the results of virtual simulation models of photovoltaic systems in terms of the number of PV generators and the size of the energy yield have been analyzed. The analysis was conducted assuming the use of wholesurface roof and taking into account changes in the angle of PV modules placement in relation to the eaves of the roof slope and azimuth direction.

10

Wybrane możliwości zastosowania nanostruktur w inżynierii środowiska

Zdyb A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2015

|

z. 62, nr 2

611--617

PL

Obecnie ludzkość stoi przed wyzwaniami, jakie stanowią: remediacja środowiska, monitorowanie zanieczyszczeń oraz poszukiwanie czystych źródeł energii. W pracy prezentowane są perspektywy efektywnego zastosowania nanostruktur w katalitycznym i fotokatalitycznym rozkładzie zanieczyszczeń, w czujnikach toksycznych materiałów i w przyjaznych dla środowiska metodach wytwarzania energii z odnawialnych źródeł. Badania w dziedzinie nanotechnologii skupiają się na nanostrukturach, których wyjątkowe własności zależne od ich kształtów i rozmiarów pozwalają na szerokie potencjalne zastosowania. Wykorzystywanie nanostruktur umożliwia miniaturyzację urządzeń pracujących w różnych środowiskach np. w wodzie, powietrzu glebie, na wysypiskach śmieci i w innych zanieczyszczonych miejscach lub obiektach. Perspektywy zastosowań nanostruktur w inżynierii środowiska są interesujące dzięki ich szczególnym własnościom termicznym, mechanicznym, chemicznym, magnetycznym i optycznym. W pracy prezentowane są różne sposoby wykorzystania nanotechnologii. Spośród wielu perspektywicznych zastosowań nanostruktur, najbardziej interesujące w kontekście ochrony środowiska są następujące możliwości: katalityczny i fotokatalityczny rozkład toksycznych związków chemicznych, detekcja zanieczyszczeń, termoelektryczna konwersja energii oparta na zjawisku Seebecka i Peltiera jak również fotowoltaika. Użyteczne struktury, które mogą znaleźć zastosowania mają różnorodne formy. Mogą to być: nanocząstki Fe, TiO2, ZnO, nanokolumny ZnO pokryte radialnie przez kryształki TiO2 lub nanokolumny ZnO/V2O5, jak również zbudowane z CdS/CdTe, InP, Si, InP TiO2/metal szlachetny, nanorurki węglowe, nanodźwignie krzemowe, nanokompozyty typu half-Heuslers oraz z takich materiałów jak PbTe, CoSb3, BiTe3.

EN

Nowadays humanity faces with the challenge of environmental remediation, pollution monitoring and searching for clean energy sources. This paper presents the prospects for successful utilizing of nanostructures in environmental applications including catalytic and photocatalytic decomposition of contaminations, pollution sensing and production of clean energy. Nanotechnology researches focus on nanostructures which exceptional size and shape dependent properties allow for potential applications in many fields. Application of nanostructures provides possibility to miniaturise devices working in different environments like water, air, soil, landfills and other contaminated sites. There are interesting prospects for successful usage of nanoparticles in environmental engineering because of their specific thermal, mechanic, chemical, magnetic and optical properties. In this paper, different approaches of nanotechnology applications were presented Among many possible applications of nanostructures in the context of environmental protection, especially interesting are: catalytic decomposition of toxic chemicals, photocatalysis, accurate detection of contaminations, thermoelectric energy conversion based on Seebeck and Peltier effect, photovoltaics. The useful structures that can find applications have different forms like nanoscale iron particles, titanium dioxide semiconductor particles, ZnO nanoparticles, composites of nanostructures like ZnO nanocolumns covered radially by TiO2 nanocrystals and ZnO/V2O5, TiO2/nobel metal, carbon nanotubes, silicon nanocantilevers, nanocomposite materials including half-Heuslers, PbTe, CoSb3, BiTe3, nanopillars made of CdS/CdTe, InP, Si, InP nanocolumns.

11

Porównanie wybranych paneli fotowoltaicznych na podstawie bilansu materiałowo-energetycznego w ich cyklu życia

Żelazna A., Zdyb A., Pawłowski A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2014

|

z. 61, nr 3/II

557--564

PL

W pracy dokonano porównania dwóch wybranych rodzajów paneli fotowoltaicznych na podstawie danych otrzymanych przy zastosowaniu metody oceny cyklu życia (Life Cycle Assesment - LCA). Przedstawione zostały główne założenia metodologii LCA, której celem jest badanie wpływu środowiskowego i zrównoważoności. Analizy poświęcone najbardziej popularnym modułom krzemowym (Si) i cienkowarstwowym z tellurku kadmu (CdTe) wykazują, ze zużycie materiałów i energii jest mniejsze w przypadku CdTe. Ocena cyklu życia jest to technika zarządzania środowiskowego, która pozwala określić wpływ produktów (dóbr i usług) na środowisko. W pracy, główne założenia tej metody przedstawione są w kontekście fotowoltaiki. Wśród wielu rodzajów modułów fotowoltaicznych, najbardziej rozpowszechnione są moduły Si oraz CdTe i właśnie one zostały porównane. W oby tych przypadkach największe znaczenie w ocenie cyklu życia ma ich produkcja i możliwości recyklingu. Montaż i utrzymanie w czasie eksploatacji ma niewielkie znaczenie w kontekście zużycia materiałów i energii. Analiza pokazuje, że zapotrzebowanie na energię i materiały jest mniejsze w przypadku CdTe niż Si. Oba typy modułów są natomiast jednakowo dobre w kontekście recyklingu ze względu na to, że możliwe jest odzyskanie 90-99% zużytych materiałów. Tak wysoki wynik jest bardzo istotny ponieważ czas życia modułów fotowoltaicznych wynosi 20-30 lat i przeprowadzanie recyklingu jest koniecznością. Analiza cyklu życia systemów fotowoltaicznych pozwala na ocenę ich zrównoważoności.

EN

Two types of photovoltaic modules are compared basing on data provided by Life Cycle Assesment (LCA) methodology, which main assumptions are also described. LCA for photovoltaic technologies aims at analysing the environmental impacts and sustainability. The research related to the most popular Si and CdTe modules show that the consumption of materials and energy is smaller in the case of CdTe Life Cycle Assessment (LCA) is a technique of environmental management, which allows to determine the impact of the products (goods and services) on the environment. Main assumptions of such approach are presented in the paper in the context of photovoltaics. Among different types of photovoltaic modules two are the most popular: Si and CdTe, and they are compared in the paper. In both cases the highest share in the LCA is connected with production process and possibilities of recycling after dismantling the modules (since assembly, maintaining and further dismantling have little impact in the context of material and energy use). In the context of production process, the research shows that the consumption of materials and energy is smaller in the case of CdTe than in the case of Si. In the context of recycling both types of modules are very good, since it is possible to recycle about 90-99% of used materials. Such high factor is very important, because the life span of photovoltaic modules is about 20-30 years, so good recycling is a must.

12

Analiza morfologii elektrod stosowanych w barwnikowych ogniwach słonecznych

Zdyb A., Lichograj P.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2014

|

z. 61, nr 3/II

541--546

PL

W pracy przeprowadzono badania mikroskopowe warstw nanocząstek ditlenku tytanu (TiO2) osadzonych na szkle. Tego typu struktury stosowane są jako pokrycia oświetlanej elektrody w barwnikowych ogniwach słonecznych. W budowie i funkcjonowaniu ogniwa elektroda ta jest najważniejszym elementem. Składa się ona ze szkła z warstwą przewodzącą ITO (indium tin oxide) oraz naniesionych na nią nanocząstek TiO2 z zaadsorbowanymi na powierzchni cząsteczkami barwnika organicznego. Warstwa nanocząstek, dzięki temu, że jest mezoporowata, zwiększa powierzchnię czynną w absorpcji światła. Ditlenek tytanu absorbuje promieniowane słoneczne jedynie w nadfiolecie. Zastosowanie barwnika zapewnia absorpcję światła w szerszym zakresie widma. W pracy, warstwy ditlenku tytanu otrzymywano po rozprowadzeniu nanocząstek różnych rodzajów z dodatkiem kwasu octowego lub a-terpineolu. Otrzymane struktury były wygrzewane w temperaturze 450°C w celu uzyskania lepszego kontaktu między nanocząstkami i poprawy trwałości warstwy. Do obrazowania warstw wykorzystany został mikroskop sił atomowych oraz skaningowy mikroskop elektronowy. Urządzenia te pozwalają uzyskać rozdzielczości odpowiednio: ok. 20 nm i 0,2 mim. Zastosowanie nanocząstek pochodzących z firmy Sigma Aldrich oraz EasyChem pozwoliło na otrzymanie jednorodnych warstw o rozmiarach aglomeratów 0,2-0,3 mim. Wykorzystanie nanocząstek z firmy Degussa, często opisywane w literaturze, nie dało zadowalających rezultatów przy zastosowaniu przedstawionych w pracy metod przygotowania zawiesiny. Naniesienie barwnika organicznego (alizaryny) na badane powierzchnie warstw nanoczastek nie zmienia w znaczącym stopniu uzyskanych obrazów mikroskopowych.

EN

The paper presents microscopic study of the titanium dioxide nanoparticles layers deposited on glass plates. This type of structures finds application as illuminated electrode coatings in dye-sensitized solar cells. Dye-sensitized solar cells (DSSC) have many advantages and their efficiency reached 12%, the same value as for amorphic silicon cells that are very popular in the photovoltaic market. The main part of the structure of DSSC that influences the performance of the cell is illuminated electrode which consists of glass plate with conducting ITO (indium tin oxide) layer and titanium dioxide nanoparticles covered by dye molecules. The mesoporous nanoparticle layer has high surface to volume ratio and enhances the process of light absorption. Titanium dioxide, which absorbs only ultraviolet part of solar radiation is sensibilized by dye to visible light. In this work, titanium dioxide layers were obtained by spreading of different kinds of nanoparticles (coming from various sources) in acetate acid or a-terpineol. The obtained structures were anealed in the temperature of 450°C in order to achieve better contact between nanoparticles and increase durability of the layers. The atomic force microscope and scanning electron microscope were used to obtain images of the surface. These two devices allow gaining resolution of 20 nm i 0,2 mim respectively. The homogenous layers of 0,2-0,3 mim aglomerates were obtained by using edible nanoprticles and the ones from Sigma Aldrich. Using of nanoparticles from Degussa, often described in the literature, and applying presented in this work methods of colloid preparation did not provide satisfactory results.

13

Perspektywy zastosowań barwnikowych ogniw słonecznych w Polsce

Zdyb A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2012

|

z. 59, nr 2/II/II

891--897

PL

W referacie przedstawiono budowę, sposób działania i zalety barwnikowych ogniw słonecznych. Omówione zostały możliwości zastosowania tego typu ogniw w Polsce z uwzględnieniem oszacowania kosztów.

EN

Dye-sensitized solar cells (DSSC) provide a promising alternative concept to conventional PV devices. This paper presents structure, operation and advantages of DSSC as well as the dependence of their performance on the temperature. The estimated cost of DSSC application in Poland is also discussed.

14

Polyassociative Model of A2B6 Semiconductor Melt and p-T-x Phase Equilibria in Zn-Cd-Te System

Moskvin P., Antonov M., Olchowik G., Olchowik J., Zdyb A., Gulkowski S., Sadowski W.

TASK Quarterly : scientific bulletin of Academic Computer Centre in Gdansk

|

2011

|

Vol. 15, No 1

121-130

EN

This work presents a numerical analysis of p-T-x phase equilibrium in the Zn-Cd-Te ternary system in the framework of the polyassociative solution model. On the basis of the experimental data on p-T-x phase equilibrium in the ternary system, thermodynamic functions describing the formation of liquid associates were found. It was shown that the results of the mixing of components in the Zn-Cd-Te ternary melt are related to the occurrence of ZnCdTe and ZnCdTe3 associates. Dissociation parameters of these complexes were calculated and subsequently used in order to efficiently describe p-T-x phase equilibrium of the system in a wide temperature range.

15

New Approach to the Determination of Phase Equilibrium in the Zn-Te System

Moskvin P., Olchowik J., Olchowik G., Zdyb A., Gulkowski S., Sadowski W.

TASK Quarterly : scientific bulletin of Academic Computer Centre in Gdansk

|

2011

|

Vol. 15, No 2

209-217

EN

The polyassociative model of the liquid phase was applied to describe the phase equilibrium in the Zn-Te system. The thermodynamic functions describing the formation of liquid associates were obtained, taking into account the experimental data on the p-T-x equilibrium in the system. The model of polyassociative solutions with the parameters obtained in this work satisfactorily describes the p-T-x diagram of the system. The numerical results of the analysis of the phase equilibrium confirmed the possibility of applying the polyassociative model to the Zn-Te system in a wide temperature range.

16

Badania kinetyki wzrostu krzemowych warstw lateralnych w gradientowym polu temperaturowym dla struktur baterii słonecznych

Olchowik J. M., Jóźwik I., Gułkowski S., Cieślak K., Szymczuk D., Zdyb A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2008

|

z. 47 [252]

309-320

PL

Praca poświęcona jest analizie wytwarzania cienkowarstwowych krzemowych warstw lateralnych dla zastosowań fotowoltaicznych. Zjawisko konwersji energii słonecznej odbywa się zazwyczaj w niewielkiej przypowierzchniowej części półprzewodnikowych struktur krystalicznych. Zatem dla celów użytecznych wykorzystywana jest zaledwie niewielka część materiału, natomiast znaczna jego część stanowi jedynie podstawę konstrukcyjną ogniwa słonecznego. Z uwagi na niski współczynnik absorpcji światła słonecznego dla Si, umieszczenie cienkiej krzemowej warstwy lateralnej pomiędzy dwoma dielektrykami daje możliwość zwielokrotnienia drogi optycznej fotonów, a tym samym pozwala konstruować wysokowydajne cienkowarstwowe struktury baterii słonecznych. Podstawową zaletą warstw lateralnych jest uniezależnienie struktury ich defektów od defektów podłoża. Zatem takie rozwiązanie pozwala stosować w technologiach fotowoltaicznych podłoża o słabej jakości, a więc czynić cały proces wytwarzania baterii słonecznych bardziej ekonomicznym. Badania kinetyki wzrostu krzemowych warstw lateralnych były prowadzane w różnych warunkach, z wykorzystaniem techniki epitaksji z fazy ciekłej (LPE) w wariancie poziomym i pionowym.

EN

This work presents an analysis of crystallization of the epitaxial lateral layers (ELO) for photovoltaic applications. Usually, main part of photovoltaic conversion is realized near surface of crystalline structures of semiconductors, therefore it needs only a little part of material. Because of very weak coefficient of light absorption in silicon, the thin ELO layer, placed between two dielectric coverings, gives the possibility of multiplications of optical way of photons and allows fabricating the Si solar cells by means of the thin films technology. The main advantage of such approach is the fact that the masking film prevents from the defects propagation present in substrate into the ELO layer. Such a method of crystallization allows using the poor quality substrate in application to many electronic devices, especially for solar cells, diminishing the costs of their production. The investigated Si-ELO layers were grown in various conditions: using standard horizontal LPE apparatus as well as vertical one with the temperature gradient.

17

Properties of films fabricated from ZnS/Mn2+ nanoparticles

Zdyb A., Cieślak K., Olchowik J. M.

Materials Science Poland

|

2008

|

Vol. 26, No. 2

389--394

EN

Nanoparticles of manganese doped zinc sulfide (ZnS/Mn2+) were obtained by wet chemical method. AFM images of the nanoparticles were analysed and their size distribution was estimated. The layer of ZnS/Mn2+ nanoparticles reveals a semiconducting character. Conductivity increases with temperature and its value is of the order of 10-9 źcm-1.

18

Dependence of GaAs and Si surface energy on the misorientation angle of crystal planes

Zdyb A., Olchowik J. M., Mucha M.

Materials Science Poland

|

2006

|

Vol. 24, No. 4

1109--1114

EN

The paper reports on the dependence of Si and GaAs surface energies on the misorientation angle of Si and GaAs crystal planes in a broad angle range. The energetic balance between GaAs and Si is unfavourable for growth of GaAs on Si substrate. Minima of the surface energy correspond to GaAs/Si heterostructure interface energy minima which indicate preferable crystal orientations for obtaining GaAs layers on Si.

19

Analysis of crystallisation of GaAs/Si heterostructures

Olchowik J. M., Zdyb A., Szymczuk D., Mucha J., Zabielski K., Sadowski W., Mucha M.

Opto-Electronics Review

|

2000

|

Vol. 8, No. 4

393-397

EN

Analysis of influence of interface atom layout on the possibilities of GaAs thin layers and silicon substrates coupling obtained from liquid phase is presented. Significant lattice mismatch between Si and A III B V crystals as well as significant difference in sizes of atoms of adjoining structures may cause instability of interface on a stage of their mutual exposition. The main aim of this work is to find such configurations of atoms near the interface, which minimise a value of the coupling energy. The authors present a model of atoms interactions, based on the Morse potential. There was also elaborated an algorithm of numerical calculations of the total energy of interactions between the atoms near the interface as a function of substrate orientation.

20

Analysis of the interface energy in GaInPAs/Si structures during liquid phase epitaxy

Olchowik J. M., Zdyb A., Szymczuk D., Mucha J., Zabielski K., Sadowski W., Mucha M.

Electron Technology

|

1998

|

Vol. 31, No. 3/4

354-357

EN

This paper presents the numerical analysis of the dependence of pseudopotential energy on substrate orientation for AIIIBV compounds on Si substrate. The aim on this work was to find optimal coupling conditions of such heterostructurtes during liquid phase epitaxy. The structures of this type can be used to modern fotovoltaic device fabrication.