Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Obliczenia dotyczące elementów składowych wpływających na wartość rezystancji szeregowej krzemowego ogniwa słonecznego

Musztyfaga-Staszuk Małgorzata

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2019

|

Vol. 60, nr 7

4--6

PL

Rezystancja szeregowa należy do parametrów stanowiących o jakości ogniwa słonecznego, dlatego przy jego projektowaniu i wytwarzaniu dąży się do zminimalizowania jej wartości. W artykule zawarto zestawienie parametrów służących do obliczeń numerycznych składników rezystancji szeregowej ogniwa słonecznego oraz wynikającą z tego rezystywność. Określono wpływ właściwości warstw konstrukcyjnych krzemowego ogniwa słonecznego na jego rezystancję szeregową. Do badań zastosowano ogniwo słoneczne, w którym elektrodę przednią wytwarzano na bazie komercyjnej pasty srebrnej modyfikowanej komponentem CuXX.

EN

Series resistance belongs to the parameters that determine the quality of a solar cell, therefore its design and production aims to minimize its value. The article contains a list of parameters used for numerical calculation of solar cell series resistance components and the resulting of this resistivity. The influence of properties of silicon solar cell construction layers on its series resistance was determined. A solar cell was used for the investigations, in which the front electrode was performed on the basis of a commercial silver paste modified with the CuXX component.

2

Analiza parametrów elektrycznych przedniej metalizacji wytworzonej na bazie nowej pasty miedziowej

Musztyfaga-Staszuk M., Putynkowski G., Panek P., Zięba P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2018

|

Vol. 59, nr 7

14--16

PL

Współcześnie rynek fotowoltaiczny zmienił się w dojrzały przemysł o zasięgu globalnym. W odniesieniu do kwestii ekonomicznych, należy zauważyć, zastąpienie pasty na bazie Ag pastą składającą się w dużej mierze z Cu przy istniejącej znacznej różnicy w cenie surowca przyniosłoby dużą korzyść poprzez redukcję kosztów dla przemysłu PV idąca w setki milionów dolarów. W artykule zawarto wyniki pomiarów wybranych własności elektrycznych krzemowych ogniw fotowoltaicznych. W pracy zbadano rezystancję na styku metal-półprzewodnik przedniej metalizacji ogniw słonecznych metodą linii transmisyjnych (TLM) oraz rezystancję i rezystancję właściwą past metodą techniczną. Do badań zastosowaną jedną srebrną pastę komercyjną oraz eksperymentalnie przygotowane przez jednostkę zewnętrzną.

EN

Nowadays, the photovoltaic market has turned into a mature industry with a global range. Regarding economic issues, it should be noted that replacing the paste based on Ag with a paste largely made of Cu with a significant difference in the price of the raw material would be of great benefit by reducing costs for the PV industry going hundreds of millions of dollars. The article contains the results of measurements of selected electrical properties of silicon photovoltaic cells. The work researched the resistance at the interface between the metal-semiconductor of the front metallization of solar cells by transmission lines method (TLM) and the resistance and specific resistivity of the paste by technical method. One silver commercial paste was used for the tests and experimentally prepared by external unit.

3

Tests and theoretical analysis of a PVT hybrid collector operating under various insolation conditions

Sawicka-Chudy P., Sibiński M., Cholewa M., Klein M., Znajdek K., Cenian A.

Acta Innovations

|

2018

|

no. 26

62--74

EN

The main goal of the study was to investigate the relationship between the orientation of the PVT (PhotoVoltaic Thermal) collector and the thermal and electric power generated. Extensive research was performed to find optimal tilt angles for hybrid solar thermal collectors, which combine photovoltaic as well as thermal collection in a single unit, known as PVT (PhotoVoltaic Thermal) modules for an office building with working hours between 7.00 and 16.00. The comprehensive study included field measurements of the modules in central Poland and tests under AM (air mass) 1.5 conditions in a certified laboratory KEZO (Centre for Energy Conversion and Renewable Resources) Polish Academy of Sciences in Jablonna. Furthermore, a PVT system was investigated using the simulation method based on the dedicated Polysun software. The PV characteristics and efficiency of the PV module and the relation between power or efficiency of the PVT module and incidence angle of solar-irradiance were studied. Optimal work conditions for commercial PVT modules were ascertained. In addition, it was found that the maximum efficiencies of PV module (ηPV), solar thermal-collector (ηc) and PVT hybrid collector (ηPVT) registered under field conditions were higher than the ones measured under laboratory conditions.

4

The stencil printing for front contact formation on the silicon solar cells

Panek P., Swatowska B., Sypień A., Musztyfaga-Staszuk M., Jakubowska M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2017

|

R. 93, nr 3

272--275

EN

This study reports the stencil printing process of a front contact electrode on monocrystalline (Cz-Si), textured silicon solar cells. The final parameters of the cells obtained by applying the squeegee blades with different hardness and detected by SEM, Corescanner, LBIC and I-V systems are analysed. By using stencil technique, the front side metallization has been reduced by 7.5%, resulting in the limiting of shading losses and improvement of the Si solar cell output parameters. The stencil printing of 100 μm fingers width with aspect ratio of 0.50 resulted in short circuit current density of 34.7 mA/cm2, open circuit voltage of 606 mV, fill factor of 0.768 and cell conversion efficiency of 16.16% compared to 15.33% with screen printed contacts.

PL

W pracy opisano proces nadruku kontaktów przednich przy użyciu szablonu na krzemowe ogniwa monokrystaliczne z powierzchnią posiadającą teksturę. Finalne parametry ogniw z elektrodami naniesionymi z wykorzystaniem rakli o różnej twardości uzyskano na podstawie pomiarów SEM, Corescan, LBIC oraz charakterystyk prądowo-napięciowych I-V. Wyniki poddano analizie, co pozwoliło zaobserwować fakt, że zastosowanie techniki nadruku kontaktów za pomocą szablonu doprowadziło do redukcji obszaru pokrytego zmetalizowanymi elektrodami o 7,5%. Powoduje to ograniczenie strat w parametrach wyjściowych ogniw poprzez zwiększenie powierzchni czynnej ogniw. Zastosowanie szablonu nadruku o szerokości przekroju pojedynczej ścieżki 100 m oraz współczynniku wzajemnej relacji (wys. do szer.) 0,5, pozwala uzyskać ogniwo cechujące się: gęstością prądu zwarcia Jsc ok. 34,7 mA/cm2, napięciem obwodu otwartego 606 mV, współczynnikiem wypełnienia 0,768 oraz sprawnością 16,16%. Sprawność osiągana dla ogniwa z kontaktami wykonanymi klasyczną techniką sitodruku to 15,33%.

5

Analiza parametrów modułów fotowoltaicznych stacjonarnych i nadążnych w warunkach rzeczywistych

Sawicka-Chudy P., Cholewa M., Sibiński M., Pawełek R.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2016

|

R. 92, nr 9

58--61

PL

W artykule przedstawiono wyniki dziewięcioletnich badań z różnych okresów pracy instalacji fotowoltaicznej. Analizie porównawczej poddano układ nadążny i stacjonarny zainstalowany na budynku Wydziału Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki Politechniki Łódzkiej. System wyposażony jest w połączone szeregowo moduły, które przekazują energię elektryczną do sieci wewnętrznej uczelni. Parametry instalacji są na bieżąco rejestrowane i archiwizowane.

EN

The following paper presents the results of 9 years-time electrical parameters measurements of photovoltaic system working at different periods. They were installed on the building of the Faculty of Electrical, Electronic, Computer and Control Engineering at the Technical University of Łodź. The system is equipped with PV modules connected in series, which transfer electrical energy to the internal university network through converters. system parameters are stored and monitored.

6

The liquid phosphorus source for Si solar cells fabrication

Panek P., Socha R. P., Juel M., Zięba P.

Inżynieria Materiałowa

|

2016

|

Vol. 37, nr 4

172--177

EN

A new liquid source of phosphorus atoms (SPA), dedicated to emitter formation in Si solar cells, was elaborated on the basis of H3PO4. The important properties of this solution, that can be deposited by the spray method, make possible the formation of easily removable phosphosilicate glass (PSG) when the diffusion process is performed. The PSG formed from SPA and from conventional POCl3 source were investigated by X-ray photoelectron spectroscopy. The diffusion depth profiles were determined by a secondary ion mass spectrometry. The presented solution and technology of the n-type diffused layer formation allowed for precise shaping of the phosphorus doping profile. Relatively short diffusion process, which lasted only for 3 minutes, resulted in the sheet resistance between 30÷120 Ω/□, that is appropriate for the solar cells applications. The solar cells with the use of new donor source were produced and characterized by the current-voltage and spectral response techniques. The simple technology of the emitter fabrication from the liquid solution deposited by a spray method is expected to become more cost-competitive in major PV companies than the traditional POCl3 based technique.

PL

Celem pracy było opracowanie i zbadanie właściwości użytkowych roztworu chemicznego będącego źródłem domieszki atomów fosforu (SPA) w procesie wytwarzania emitera ogniwa słonecznego na bazie krzemu krystalicznego typu p. Jako kryterium aplikacyjne przyjęto następujące warunki: niskie koszty roztworu, możliwości jego nanoszenia metodą natrysku, realizacji procesu dyfuzji w piecu taśmowym oraz jednorodności domieszki emitera w zakresie rezystancji warstwowej od 30 do 120 Ω/□.

7

Application of Artificial Neural Networks in Modeling of Manufactured Front Metallization Contact Resistance for Silicon Solar Cells

Musztyfaga-Staszuk M., Honysz R.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 3A

1673--1678

EN

This paper presents the application of artificial neural networks for prediction contact resistance of front metallization for silicon solar cells. The influence of the obtained front electrode features on electrical properties of solar cells was estimated. The front electrode of photovoltaic cells was deposited using screen printing (SP) method and next to manufactured by two methods: convectional (1. co-fired in an infrared belt furnace) and unconventional (2. Selective Laser Sintering). Resistance of front electrodes solar cells was investigated using Transmission Line Model (TLM). Artificial neural networks were obtained with the use of Statistica Neural Network by Statsoft. Created artificial neural networks makes possible the easy modelling of contact resistance of manufactured front metallization and allows the better selection of production parameters. The following technological recommendations for the screen printing connected with co-firing and selective laser sintering technology such as optimal paste composition, morphology of the silicon substrate, co-firing temperature and the power and scanning speed of the laser beam to manufacture the front electrode of silicon solar cells were experimentally selected in order to obtain uniformly melted structure well adhered to substrate, of a small front electrode substrate joint resistance value. The prediction possibility of contact resistance of manufactured front metallization is valuable for manufacturers and constructors. It allows preserving the customers’ quality requirements and bringing also measurable financial advantages.

PL

Artykuł przedstawia zastosowanie sztucznych sieci neuronowych do predykcji rezystancji przedniej metalizacji w krzemowych ogniwach słonecznych. Oceniono wpływ tak wytworzonej elektrody przedniej na własności elektryczne ogniw fotowoltaicznych. Przednią elektrodę ogniw fotowoltaicznych naniesiono metodą sitodruku SP (ang. Screen Printing) i następnie wytwarzano dwoma metodami: konwencjonalną (1. wypalanie w piecu taśmowym) i niekonwencjonalną (2. selektywne spiekanie laserowe). Do wyznaczenia rezystancji elektrod przednich zastosowano metodę linii transmisyjnych TLM (ang. Transmission Line Model). Sztuczne sieci neuronowe zostały opracowane z wykorzystaniem pakietu Statistica Neural Network firmy Statsoft. Opracowane sztuczne sieci neuronowe umożliwią modelowanie rezystancji wytworzonej przedniej metalizacji i ułatwią lepszy dobór parametrów produkcji. Następujące zalecenia technologiczne sitodruku połączonego z wypalaniem w piecu i selektywnym spiekaniem laserowym takie jak optymalny skład pasty, morfologię podłoża krzemowego, temperaturę wypalania oraz moc i prędkość skanowania wiązki laserowej, do wytworzenia przedniej elektrody krzemowych ogniw słonecznych dobrano eksperymentalnie celem uzyskania celem uzyskania jednolicie stopionej struktury dobrze przylegającej do podłoża, małej wartości rezystancji połączenia elektrody przedniej z podłożem. Możliwość estymacji rezystancji przedniej metalizacji jest wartościowa dla producentów i konstruktorów. Pozwala ona na dotrzymanie wymagań klienta i przynosi wymierne zyski.

8

Zastosowanie autorskiego przyrządu do pomiaru rezystancji elektrody przedniej krzemowego ogniwa fotowoltaicznego metodą linii transmisyjnych

Musztyfaga-Staszuk M., Staszuk M., Dobrzański L.A.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 5

251--255

PL

W artykule wyodrębnić można dwa aspekty. Pierwszym aspektem niniejszej pracy są jej walory naukowe i poznawcze. Określono wpływ warunków wytwarzania elektrody przedniej zarówno metodą tradycyjną, jak i metodą selektywnego spiekania laserowego na strukturę uzyskanej elektrody oraz strefę jej połączenia z podłożem krzemowym. Analizie poddano również wpływ morfologii (powierzchnia teksturowana lub bez tekstury) oraz stanu powierzchni płytek krzemowych (warstwa antyrefleksyjna lub jej brak) na wynik uzyskanych rezystancji. Drugi aspekt pracy dotyczy wyznaczenia rezystancji elektrod przednich zastosowaną metodą linii transmisyjnych na stanowisku badawczym, w którym zaprojektowano i wykonano najważniejsze elementy składowe: moduł sterowania, przystawkę oraz matrycę pomiarową.

EN

The article can be distinguished two aspects. The first aspect of this study are its advantages and cognitive science. The influence of the manufacturing front electrode both the traditional method and the method of selective laser sintering of the structure of the resulting electrode and the connection zone between electrode and silicon. It was also analyzed the influence of morphology (surface textured or without texture) and the state of the surface of silicon wafer (layer anti-reflective or its lack of) on the result obtained resistance. The second aspect of the work concerns the front electrode resistance of the transmission line method was used on the test, which was designed the most important components: a control unit, attachment and measurement matrix.

9

EL and ITG Characterization of Large Areas Black Silicon Solar Cells VIA Screen Painting

Tang Y., Zhou C., Wang W., Zhou S., Zhao Y., Liu X., Zhao L., Li H., Chen J., Yan B., Fei J., Cao H., Wu X.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 1b

151--154

EN

A simple process of texturing silicon (Si) surfaces using gold (Au)-catalyzed wet chemical etching was used to form black Si (BS) on a (100) p-type substrate. The surface became uniformly black after 6 min, with a resulting reflectivity of < 2% over the 400 nm to 1100 nm wavelength range. Large areas (153.18 cm 2) of black Si solar cells (BSSCs) with an n + -p-p + structure were also fabricated using conventional processes, including POCl3 diffusion, screen printing, and co-firing. The resulting cells were divided into two groups according to the emitter (46 and 37 Ω/), and their output parameters were studied. The best convention efficiency (Eff) was < 10%. The open-circuit voltage (Voc) was particularly low because of poor surface passivation, and the shunt resistance (Rsh) linearly decreased with the series resistance (Rs). Electroluminescence (EL) and infrared thermography (ITG) measurements were conducted to characterize the BSSCs. Both the emissivity and temperature were low and nonuniform. Optimizing the fabrication process by reducing the etching depth and lowering the dopant sheet resistance led to significant improvement in Voc (~48 mV) and Eff (~3.8% absolute). EL and ITG measurements indicate that Rs is another important factor that accounts for the poor properties of the BSSCs.

PL

Do wytworzenia czarnego krzemu (BS) na podłożu typu p-Si(100) zastosowano prosty sposób teksturowania powierzchni krzemowej metodą chemicznej akwaforty na mokro z zastosowaniem, jako katalizatora, nanocząstek złota (Au). Podłoże staje się jednolicie czarne po 6 min, osiągając współczynnik odbicia < 2% w zakresie długości fali od 400 nm do 1100 nm. Wykonano również dużą powierzchnię czarnych krzemowych ogniw słonecznych (BSSC), ze strukturą n + - p -n +, konwencjonalnymi metodami obejmującymi dyfuzję POC13,drukowanie maski i wyżarzanie. Otrzymane ogniwa dzielą się na dwie grupy w zależności od emitera (46 i 37Ω/): zbadano ich wyjściowe parametry. Najlepsza uzyskana wydajność wynosi < 10%. Napięcie obwodu otwartego (Voc) jest szczególnie niskie z powodu słabej pasywacji powierzchni, a rezystancja równoległa (Rsh) liniowo maleje z rezystancją szeregową (Rs). Charakterystykę BSSC określają pomiary elektroluminescencji (EL) i tomografii w podczerwieni (ITG).Zarówno emisyjność jak i temperatura są niskie i niejednorodne. Optymalizacja procesu wykonana przez zmniejszenie głębokości akwaforty i obniżenie rezystancji warstwy domieszkowania prowadzi do znaczącej poprawy Voc (ok. 48mV) i Eff (ok. 3,8%).

10

Właściwości aplikacyjne amorficznych warstw na bazie krzemu podwyższające sprawność ogniw słonecznych

Swatowska B., Kluska S., Panek P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 5

37-40

PL

W pracy przedstawiono omówienie najważniejszych, z punktu widzenia ich przyszłego zastosowania w ogniwach słonecznych, właściwości amorficznych warstw uwodornionych typu a-Si:C:H, a-Si:N:H czy też a-SiCN:H. Do wytwarzania wymienionych warstw zastosowano metodę chemicznego osadzania z fazy gazowej PECVD. Mieszaniny reakcyjne to: CH4+SiH4, NH3+SiH4 oraz CH4+SiH4+NH3. Analizie poddano właściwości strukturalne, morfologiczne i optyczne warstw. Określono zarówno ich skład chemiczny atomowy i wagowy, zawartość wiązań wodorowych, a także wyznaczono parametry optyczne:współczynnik załamania n, przerwę optyczną Eg oraz współczynnik odbicia efektywnego Reff. Uwzględniając rolę pokryć antyrefleksyjnych w ogniwach słonecznych analizowano wpływ wybranych parametrów warstw na właściwości aplikacyjne ogniw PV. Warstwa antyrefleksyjna o odpowiednim współczynniku załamania, grubości oraz współczynniku odbicia może podwyższyć sprawność ogniwa nawet o 30% względnych.

EN

This paper provides an overview of the most important characteristics of the hydrogenated amorphous layers type a-Si:C:H, a-Si:N:H and a-SiCN:H, of the points of view of their future applications in solar cells. For the preparation of these thin films was applied method of chemical vapor deposition PECVD. Gaseous mixtures used: CH4+SiH4, NH3+SiH4 and CH4+NH3+SiH4. The structure, morphology and optical properties of layers were analyzed. Defined in both their atomic and weight chemical composition, the content of hydrogen bonding, as well as optical parameters were determined: refractive index n, energy gap Eg, effective reflection coefficient Reff and thickness d. Taking into account the role of antireflective coatings for solar cells, the influence of selected parameters of layers on PV cells properties was analyzed. Antireflective coating of suitable refractive index, thickness and reflectance coefficient may increase cell efficiency by up to 30% relative.

11

Silicon solar cells efficiency improvement by the wet chemical texturization in the HF/HNO3/diluent solution

Kulesza G., Panek P., Zięba P.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 1

291-295

EN

The paper presents the results of the texturization process of the multicrystalline silicon wafers carried out in ternary HF/HNO3/diluent solution, where the diluent was either CH3COOH or H2O, at varying HF/HNO3 volume ratio and different time of texturization process. The technique of scanning electron microscopy was used to characterize the morphology of the obtained multicrystalline silicon surfaces, with subsequent surface reflectivity measurements. The appropriate selection of mixture components lead to a significant reduction in the reflectivity of the incident solar radiation in the relatively short time of 60 seconds. The resultant electric parameters were nearly the same as those for the commercial samples but obtained after 3 minutes.

PL

Autorzy zaprezentowali wyniki badań dotyczących procesu teksturyzacji w roztworze HF/HNO3/rozpuszczalnik stosowanego dla płytek krzemu multikrystalicznego, gdzie jako rozpuszczalnik stosowano zamiennie CH3COOH oraz H2O. W badaniach jako zmienne przyjęto objętościowy stosunek HF/HNO3 oraz czas procesu. Morfologia powierzchni uzyskana po chemicznej modyfikacji krzemu została scharakteryzowana przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej, a następnie zbadano wpływ takiego ukształtowania powierzchni na odbicie promieniowania słonecznego. Autorzy wykazali, że odpowiednie dobranie składu mieszaniny trawiącej pozwala na uzyskanie najniższych wartości odbicia w stosunkowo krótkim czasie 60 sekund. Ponadto parametry elektryczne zmodyfikowanych ogniw słonecznych nie odbiegały od tych uzyskanych komercyjnie w czasie trzykrotnie dłuższym.

12

Charakterystyka optoelektroniczna wysokosprawnych ogniw słonecznych na bazie krzemu krystalicznego otrzymywanych w procesie kwasowej teksturyzacji powierzchni

Kulesza G., Panek P., Zięba P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 7

95-96

PL

W pracy przedstawiono przykłady kwasowej teksturyzacji krzemu multikrystalicznego w zależności od składu roztworu. W skład roztworu wchodziły kwasy fluorowodorowy i azotowy V oraz rozpuszczalnik - zamiennie stosowany kwas octowy i woda dejonizowana. Techniką skaningowej mikroskopii elektronowej zbadano morfologię powierzchni krzemu. Parametry optyczne teksturyzowanego krzemu określono przy użyciu spektrometru z zintegrowanym źródłem światła. Wykonano również charakterystykę prądowo-napięciową wykonanych ogniw słonecznych w celu porównania wybranych roztworów kwasowych. Otrzymana sprawność konwersji fotowoltaicznej wynosiła 13,9%.

EN

The paper presents examples of the multicrystalline silicon acid texturisation, depending on the solution composition. The solution was composed of hydrofluoric acid and nitric acid and diluent - alternatively acetic acid or deionized water. The surface morphology of silicon was examined by Scanning Electron Microscopy technique. Optical properties of textured mc-Si were investigated using a spectrometer with an integrated light source. Also the Light Current-Voltage characteristics were measured in order to compare the selected acidic solutions. The photovoltaic efficiency of the obtained solar cells was founded to be 13.9%.

13

Alternative solutions for texturization of silicon solar cells

Drzymała K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 6

85-88

PL

Teksturyzacja ogniw krzemowych jest istotnym czynnikiem zwiększającym ich sprawność w wyniku zmniejszenia strat odbiciowych. Do dzisiaj z powodzeniem w przemyśle fotowoltaicznym wykorzystywane są roztwory teksturyzujące na bazie KOH. Jednakże prowadzi się prace dążące do usprawnienia tego procesu. W pracy zbadano wpływ dodatku alkoholu izopropylowego o różnych stężeniach molowych na morfologię otrzymywanej w procesie trawienia powierzchni.

14

Właściwości ochronne i pasywujące amorficznych pokryć antyrefleksyjnych na krzemowe ogniwa słoneczne

Swatowska B., Kluska S., Zimowski S.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 4

45-47

PL

Amorficzne warstwy uwodornione typu a-Si:C:H oraz a-Si:N:H, stosowane jako pokrycia antyrefleksyjne w ogniwach słonecznych, podwyższają ich sprawność. Niestety mechaniczne uszkodzenia ogniw oraz defekty strukturalne są źródłem strat w ich sprawności. Dodatkowe właściwości ochronne i pasywujące warstw antyrefleksyjnych mogą wpłynąć na minimalizację strat w sprawności ogniw. Do wytwarzania wspomnianych warstw wykorzystano metody chemicznego osadzania z fazy gazowej PECVD, a jako reagenty posłużyły gazy: SiH₄, CH₄ oraz NH₃. Wykonano szereg badań w celu określenia właściwości strukturalnych, pasywujących i ochronnych otrzymanych powłok. Wpływ tych wszystkich właściwości na parametry elektryczne krzemowych ogniw słonecznych pozwolił wysunąć tezę, że tego rodzaju pokrycia antyrefleksyjne nie tylko efektywnie zmniejszają współczynnik odbicia światła od powierzchni ogniw, ale także poprawiają spójność i jednorodność podłoży krzemowych. Stanowi to dodatkową zaletę tychże warstw w kontekście zmniejszania strat w parametrach prądowych i sprawności multikrystalicznych krzemowych ogniw słonecznych.

EN

Amorphous hydrogenated thin films a-Si:C:H and a-Si:N:H, applied as antireflective coatings for solar cells, are increasing their efficiency. Unfortunately mechanical damage of cells and structural defects are the source of losses in their efficiency. Additional protective and passivaiting properties of antireflective layers can influence the minimization of losses in the efficiency of solar cells. For obtaining above mentioned thin films a chemical vapor deposition (PECVD) method was used and as reagents gasses agreed: SiH₄, CH₄ and NH₃. A sequence of measurements was carried out with a view to determining structural, passivating and protective properties of received layers. Influence of these all properties on electric parameters of silicon solar cells, he let put the thesis forward that kind of received antreflective coatings are not only effectively reducing the reflectance coefficient from the surface of solar cells, but also they are improving the cohesion and the homogeneity of silicon bases. It constitutes the additional advantage of these layers in the context of reducing losses in the electrical parameters and the efficiency of multicrystalline silicon solar cells.

15

Warstwa azotku krzemu jako warstwa antyrefleksyjna i pasywujaca dla krzemowych ogniw słonecznych

Lipiński M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 4

62-66

PL

Przedmiotem pracy jest warstwa azotku krzemu spełniająca rolę warstwy antyrefleksyjnej i pasywującej w krzemowym ogniwie słonecznym. Pokazano również, ze warstwy SiNx o dużej gęstości osadzone metodą LF PECVD są bardziej odpowiednie dla ogniw słonecznych niż osadzone metodą RF PECVD. Zastąpienie warstw TiOx przez warstwy SiNx zwiększyło sprawność ogniw o 11,9%.

EN

The paper deals with silicon silicon nitride layers for silicon solar cells application. The silicon layer is deposited by RF and LF PECVD methods. It was shown that high density SiNx layer deposited by LF PECVD are more suited for solar cells than layers deposited by RF PECVD method. The efficiency of solar cells was increased about 11.9% by replacing TiOx ARC by LF PECVD SiNx ARC.

16

Teksturowanie krzemu metodą trawienia chemicznego z użyciem katalicznego palladu

Lipiński M.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 4

59-62

PL

Metoda trawienia chemicznego z użyciem klasterów palladu osadzonych na powierzchni krzemu może być użyta do teksturowania powierzchni w ogniwach słonecznych. Efektywny współczynnik odbicia Reff dla powierzchni teksturowanych przy użyciu MAE wynosi 10...15% i jest znacznie mniejszy w porównaniu z powierzchnią teksturowaną metodą trawienia kwasowego powszechnie stosowanej obecnie w produkcji ogniw (R eff = 23%). Badania przy użyciu transmisyjnego mikroskopu elektronowego TEM wykazały istnienie metalicznych klasterów zanurzonych w kanalikach krzemu porowatego. Efektywny czas życia nośników ładunku jest znacznie obniżony w płytce krzemowej z warstwą krzemu porowatego powstałego wyniku trawienia metodą MAE. W wyniku procesu trawienia krzemu porowatego w roztworach KOH lub HF/HNO₃/H₂O efektywny czas życia może znacznie wzrosnąć.

EN

The metal assisted chemical etching of silicon using palladium clusters deposited on the silicon surface can be used for surface texturization of solar cells. The effective reflectivity is about 10...15% for the MAE textured and is lower in comparison with standard acidic texturization (R eff = 23%). The TEM analysis, indicate the presence of metallic Pd clusters embedded in the pores of the porous silicon. The effective lifetime of the carriers is strongly reduced by porous silicon formation. The consecutive chemical etching of porous silicon with KOH or HF/HNO₃/H₂O can increases the lifetime considerably.

17

Chemiczna modyfikacja powierzchni krzemu krystalicznego do zastosowań w fotowoltaice

Kulesza G., Zięba P.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 4

70-73

PL

Redukcja współczynnika odbicia (R ref) dla krzemu monokrystalicznego (Cz-Si) i multikrystalicznego (mc-Si), realizowana poprzez wytworzenie tekstury powierzchniowej, należy do najważniejszych etapów obróbki chemicznej w procesie produkcji ogniw słonecznych na bazie krzemu krystalicznego. W pracy przedstawiono rodzaje tekstury w zależności od orientacji krystalograficznej powierzchni Si i określono wpływ danego rodzaju tekstury na wartość współczynnika odbicia w zakresie długości fali od 400 do 1100 nm. Porównano podstawowe parametry prądowo-napięciowe wytworzonych ogniw słonecznych w zależności od morfologii powierzchni ogniwa i rodzaju materiału bazowego. Techniką skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) zbadano wpływ alkoholu o podwyższonej temperaturze wrzenia wynoszącej 158°C na proces teksturyzacji i morfologię powierzchni krzemu Cz-Si o orientacji krystalograficznej (100).

EN

The reduction in reflectance (R ref) for monocrystalline (Cz-Si) and multicrystalline silicon (mc-Si), implemented by creating the surface texture, is tine most important step of chemical processing in the manufacture of solar cells based on crystalline silicon. The paper presents the types of textures depending on the crystallographic orientation of the Si surface and the impact of given type of texture on the value of reflectance in the wavelength range from 400 to 1100 nm. The paper also compares the basic parameters of solar cells current-voltage characteristics related to solar cell surface morphology and the type of base material. The influence of alcohol at the elevated boiling point of 158°C on the texturisation process and surface morphology of crystal orientation (100) of Cz-Si silicon was investigated using scanning electron microscopy (SEM) technique.

18

Texturization of crystalline silicon by metal assisted chemical etching

Lipiński P.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 3

781-783

EN

This paper describes optical and structural properties of porous silicon and textured surfaces obtained by metal-assisted chemical etching (MAE). Catalytic palladium clusters were deposited on polycrystalline Si by immersing wafers in PdCl2 aqueous solution. Then, the palladium covered wafers were etched in a HF:H2O2:H2O solution. The black porous silicon showed a very small effective reflectivity of about 2.3%. Investigation by high resolution transmission electron microscopy (HRTEM) indicated that the Pd clusters were deeply sunk in the silicon. Additional etching with HF:HNO3 solution formed the textured surface with macroporous structure. It was shown, that the effective reflectivity could be changed in the wide range from 9.8 to 15.4 % depending on the etching time. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) indicated the presence of metallic Pd on the PS surface (0.06 at. %). It was shown that after additional etching, the Pd metal fraction is reduced to about 0.02 at. %.

PL

Artykuł przedstawia optyczne i strukturalne własności krzemu porowatego i teksturowanych powierzchni wytworzonych metodą trawienia chemicznego ze wspomaganiem metalu. Katalityczne cząstki palladu osadzono metodą zanurzenia płytek krzemowych w wodnym roztworze PdCl2. Płytki krzemowe pokryte klasterami palladu trawiono w roztworze HF:H2O2:H2O. Uzyskano tzw. czarny krzem charakteryzujący się bardzo małym efektywnym współczynnikiem odbicia około 2,3%. Badania za pomocą wysokorozdzielczego transmisyjnego mikroskopu elektronowego (HRTEM) wykazały, że klastery Pd są głęboko zanurzone w krzemie. Dodatkowe trawienie chemiczne w roztworze HF:HNO3 uformowało teksturowane powierzchnie z makroporowatą strukturą. Pokazano, że efektywny współczynnik odbicia może być zmieniany w szerokich granicach od 9,8 do 15,4% w zależności od czasu trawienia. Badania za pomocą spektroskopii fotoelektronów generowanych przez promieniowanie X (XPS) wykazały istnienie metalicznych cząstek Pd na powierzchni krzemu porowatego 0,06% at. Dodatkowe trawienie chemiczne spowodowało zmniejszenie koncentracji palladu do około 0,02% at.

19

Teksturowanie krzemu metodą trawienia chemicznego ze wspomaganiem katalizatora metalicznego w zastosowaniu dla ogniw słonecznych

Lipiński M., Cichoszewski J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 5

53-56

PL

W artykule opisano nową metodę teksturowania płytek z krzemu multikrystalicznego dla przemysłowego wytwarzania ogniw słonecznych. Metoda polega na trawieniu chemicznym ze wspomaganiem katalizatora metalicznego (MAE). Jako katalizatora trawienia użyto cząstek palladu osadzanych na powierzchni krzemu z roztworu PdCl 2 . Teksturowanie przy użyciu metody MAE obniża efektywny współczynnik odbicia światła od powierzchni mc-Si do wartości R eff = 9,6%, znacznie poniżej wartości R eff = 21% dla kwasowego teksturowania i zbliżonej do R eff = 9,1% uzyskiwanego dla teksturowania krzemu monokrystalicznego w roztworze KOH.

EN

This article describes the new texturization method of multicrystalline silicon (mc-Si) for industrial solar cell manufacturing. The method is based on metal assisted etching (MAE). The Pd particles deposited on silicon surface from PdCl 2 solution were used as catalytic metal. It was shown that MAE texturization reduces the reflectivity of a bare mc-Si wafers to R eff = 9.6%, well below the state-of-the-art acidic texture with R eff = 21% and achieves the range of KOH textured mono-Si with R eff = 9.1%.

20

Parametry i zastosowanie modułu słonecznego na bazie krzemowych ogniw multikrystalicznych

Swatowska B., Maziarz W., Więckowski Ł.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 5

29-31

PL

W pracy przedstawiono proces wytwarzania modułu słonecznego z krzemowych ogniw multikrystalicznych. Krzemowe płytki o rozmiarze 5x5 cm zostały poddane procesowi dyfuzji w celu wytworzenia złącza p-n, a następnie naniesiono na nie antyrefleksyjną warstwę TiO 2. Gotowe ogniwa połączono w moduł fotowoltaiczny składający się z 36 ogniw, który poddano dalszym badaniom. Wyznaczono charakterystyki prądowo-napięciowe I-V ogniw i modułu oraz ich parametry elektryczne. Przy oświetleniu na poziomie 1000 W/m 2 wyznaczona moc maksymalna modułu to ok. 10 W. Maksymalny prąd to 0,7 A przy napięciu układu otwartego na poziomie 19 V.

EN

In the present work, a process of development of hand-made sun module based on silicon multicrystalline cells is presented. In order to create a p-n diode junctions, on silicon wafers of type n and size 5x5 cm a diffusion of boron was performed. Then the antireflective TiO 2 layer was deposited. After a process of characterization of finished cells, 36 of them were connected into a photovoltaic module for further investigations. The I-V characteristics were gathered both for the single cells and for the whole sun module and selected electric parameters were computed. Under the irradiation at level of 1000W/ m 2, the computed maximum power of the module is about 10 W. The maximum current at open circuit voltage of 19 V is 0.7 A.