Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ domieszki na wybrane parametry elektryczne i strukturalne materiałów organicznych dla ogniw słonecznych trzeciej generacji

Iwan Agnieszka, Bogdanowicz Krzysztof, Przybył Wojciech

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 10

233--236

PL

W artykule omówiono wpływ domieszki i techniki wytwarzania warstw na parametry elektrochemiczne i elektryczne materiałów organicznych dla ogniw słonecznych trzeciej generacji. Warstwy wytworzono poprzez zastosowanie techniki nanoszenia wirowego, warstwy rozciągającej i nanoszenia natryskowego. W oparciu o badania własne przeanalizowano wpływ zastosowanego materiału, domieszki, rozpuszczalnika oraz parametrów technicznych na jakość powierzchni wytworzonych warstw poprzez zastosowanie kamery termowizyjnej.

EN

The article discusses the effect of the doping and the layers preparation technique on the electrochemical and electrical parameters of organic materials for third generation solar cells. The layers were prepared using a spin coating, Doctor-blade and spray techniques. Based on own research, the influence of the applied material, admixture, solvent and technical parameters on the surface quality of the produced layers was analyzed by a thermal imaging camera.

2

Elektronika organiczna dla wybranych zastosowań w Internecie Rzeczy

Bogdanowicz Krzysztof A., Iwan Agnieszka, Przybył Wojciech, Śliwiński Cezary

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 10

290--293

PL

Artykuł przedstawia aspekty elektroniki organicznej w kontekście jej zastosowań w Internecie Rzeczy. Przedstawiono przegląd literaturowy najnowszych osiągnięć elektroniki organicznej z zakresu zastosowania w ogniwach słonecznych, wybranych detektorach, czujnikach chemicznych i biologicznych, oraz trendy rozwoju tych technologii. Analizie poddano możliwości do ich komercjalizacji oraz przedstawiono ich najsłabsze strony.

EN

The article presents aspects of organic electronics in the context of its applications in the Internet of Things. A literature review of the latest achievements of organic electronics in the field of application in solar cells, selected detectors, chemical and biological sensors, as well as trends in the development of these technologies are presented. Their potential for commercialization was analyzed and their weaknesses were presented.

3

Zastosowanie technik sprzężonych kamery termowizyjnejchronoamperometrii do analizy cienkich warstw dla ogniw słonecznych

Bogdanowicz Krzysztof A., Przybył Wojciech, Iwan Agnieszka, Kaim Andrzej

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 1

166--168

PL

Rozwój ogniw słonecznych a w szczególności generacji zajmujących się ogniwami organicznych wymusza poszukiwania nowych metod diagnostyki tych ogniw w celu detekcji defektów. W niniejszym opracowaniu zaproponowano użycie sprzężonych technik pomiarowych kamery termowizyjnej i chronoamperometrii w celu identyfikacji wpływu efektów termicznych na charakterystykę prądowo-napięciową cienkich warstw zawierających związek iminowy i pochodną fulerenu C60 mających zastosowanie w ogniwach słonecznych. Zastosowanie tego rozwiązania umożliwia uzyskanie kompleksowych danych dotyczących właściwości przewodzących, defektów i odporności termicznej próbki.

EN

The development of solar cells, in particular the organic cells generations, forces the search for new methods of diagnostics of these cells in order to detect possible defects. This paper proposes the use of coupled measurement techniques of a thermal imaging camera and chronoamperometry to identify the influence of thermal effects on the current-voltage characteristics of thin films containing an imine compound and a C60 fullerene derivative used in solar cells. The application of this characterization technique enables obtaining comprehensive data on the conductive properties, defects and thermal resistance of the sample.

4

Light absorption of a polymer based single/multi junction solar cell model

Varghese Jeremiah S., Ruhneb Benhur, Moni D. Jacquline, Du John Victor H.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 1

19--22

EN

In this paper, a detailed study and simulation modelling on light absorption using PDMS material in a single/multi-junction solar cells is carried out. Since PDMS material is a good absorber of light, it is used as an active layer of a solar cell. We choose PDMS because its properties, mainly exceptional intrinsic stability against thermal and ultraviolet light, induced good mechanical properties and stress over a wide range of temperatures. Good transmittance due to the absence of UV absorbers is one of its best characteristics. With the help of the transfer matrix method, which is used for optical modeling of an organic solar cell, inspired by the McGehee Group in Stanford University. The result and simulation is done using MATLAB and in the end we are going to draw a conclusion about the ideal materials that a good solar cell has to have to have good absorption.

PL

W niniejszym artykule przeprowadzono szczegółowe badania i modelowanie symulacyjne absorpcji światła przy użyciu materiału PDMS w jedno-/wielozłączowych ogniwach słonecznych. Ponieważ materiał PDMS jest dobrym pochłaniaczem światła, jest używany jako aktywna warstwa ogniwa słonecznego. Wybieramy PDMS, ponieważ jego właściwości, głównie wyjątkowa stabilność wewnętrzna w stosunku do światła termicznego i ultrafioletowego, indukowały dobre właściwości mechaniczne i naprężenia w szerokim zakresie temperatur. Dobra przepuszczalność ze względu na brak absorberów UV jest jedną z jego najlepszych cech. Za pomocą metody przeniesienia macierzy, która służy do optycznego modelowania organicznego ogniwa słonecznego, inspirowanej przez Grupę McGehee na Uniwersytecie Stanforda. Wynik i symulację wykonano przy użyciu MATLAB, a na koniec wyciągniemy wniosek na temat idealnych materiałów, które dobre ogniwo słoneczne musi mieć dobrą absorpcję.

5

Fully printed organic solar cells : a review of techniques, challenges and their solutions

Ganesan S., Mehta S., Gupta D.

Opto-Electronics Review

|

2019

|

Vol. 27, No. 3

298--320

EN

The emergence of solar cells on flexible and bendable substrates has made the printing process a ubiquitous tool for the fabrication of these devices. The various printing techniques available now such as inkjet, screen and flexography offer cost- effectiveness, user-friendliness and suitability for mass production. While downscaling the fill factor and efficiency of organic solar cells. A multilayered structure, the combination of different printing techniques avails the variety of thickness and resolution required for each layer in the production of an organic solar cell. In this review article, we discuss the suitability of the inkjet and screen printing processes to produce organic solar cells. We also discuss various challenges involved in the fabrication of organic solar cells using these two techniques and the possible solutions for the same. We also provide an analogy that both processes share. Further, we consider future possibilities of combining these printing technologies to produce organic solar cells to improve device performance.

6

Zastosowanie elektropolimeryzacji do otrzymywania polimerowych i barwnikowych ogniw fotowoltaicznych

Wójcik K., Iwan A.

Polimery

|

2016

|

T. 61, nr 4

239--247

PL

Artykuł stanowi przegląd literatury dotyczącej zastosowania elektropolimeryzacji do wytwarzania polimerowych i barwnikowych ogniw fotowoltaicznych. Omówiono możliwości sterowania morfologią powierzchni syntetyzowanych polimerów oraz wpływ rodzaju warstw składowych na wydajność konstruowanych ogniw fotowoltaicznych. Podano osiągane wartości sprawności (PCE), współczynnika wypełnienia (FF), napięcia otwartego obwodu (Uoc) i gęstości prądu zwarcia (Jsc) ogniw otrzymywanych z zastosowaniem różnych technik elektropolimeryzacji.

EN

The article is areview of the literature on the topic of applies electropolymerization in polymer and dye-sensitized solar cells. The ability to control the surface, composition of polymers and practical application in construction of photovoltaic cells were presented. The efficiency (PCE), fill factor (FF), open circuit voltage (Voc) and short circuit current density (Jsc) achieved were given.

7

The evaluation of organic solar cell’s properties based on polymer F8BT and fullerene derivative C60PCBM

Bernacki Ł., Lisik Z., Łuszczyńska B.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2015

|

R. 91, nr 9

13-15

EN

The paper included fabrication and characterization of the bulk heterojunction organic solar cell (BHJ OSC) based on poly[(9,9-di-noctylfluorenyl- 2,7-diyl)-alt-(benzo[2,1,3]thiadiazol-4,8-diyl)] (F8BT) and fullerene derivative [6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester (C60PCBM). It was studied the influence of annealing the temperature range: 120°C-200°C on absorption properties of F8BT, C60PCBM and F8BT:C60PCBM films. The annealing of films and the encapsulation of OSC’s was carried out under nitrogen atmosphere in glove boxes. Fabricated devices were examined in terms of basic operational parameters such as: open circuit voltage, short circuit current, fill factor, power conversion efficiency. Annealing process at 120°C resulted in power conversion efficiency about 0.053% and fill factor ratio about 31%. Encapsulation after fabrication improved the work parameters of the OSCs and extended their lifetime in relation to non-encapsulation devices.

PL

W ramach prac wytworzono i scharakteryzowano objętościowe heterozłączowe polimerowe, ogniwo fotowoltaiczne (OPV) oparte na poli [(9,9-di-n – oktylofluoren l2,7 - diylu) - alt - (benzo [2,1,3] tiadiazolo-4,8 - diylu)] (F8BT) oraz pochodną fulerenu [6,6] - fenylo - C61 - estru metylowego kwasu masłowego (C60PCBM). Zbadano wpływ wygrzewania warstw F8BT, C60PCBM oraz blendy F8BT:C60PCBM w zakresie od 120°C do 200°C na właściwości absorpcyjne. Wygrzewanie badanych warstw oraz hermetyzację OSC wykonywano w atmosferze azotu w komorach rękawicowych. Dla skonstruowanych urządzeń wyznaczono charakterystyki prądowo-napięciowe oraz podstawowe parametry użytkowe: napięcie obwodu otwartego, prąd obwodu zamkniętego, współczynnik wypełnienia oraz sprawność. Dla fotoogniw wygrzewanych w 120°C uzyskano najwyższą sprawność wynoszącą 0,053% przy współczynniku wypełnienia równym 0,31%. Hermetyzacja po procesie wytwarzania spowodowała poprawę parametrów roboczych urządzeń oraz przedłużyła ich czas życia w stosunku do urządzeń niehermetyzowanych.

8

Enhancing light harvesting of organic solar cells by using hybrid microlenses

Xiao X, Zhang Z, Xie S, Liu Y, Hu D, Du J

Optica Applicata

|

2015

|

Vol. 45, nr 1

89—100

EN

Organic solar cells have drawn intense attentions in recent years due to their inherent advantages. But the relatively low power conversion efficiency is the main obstacle in the way of organic solar cell commercialization. One of the main reasons that limit the power conversion efficiency is the mismatch between electrical transmission properties and light absorption properties in an organic active layer. In this work, a highly efficient light trapping scheme with a hybrid microlens array is proposed to resolve this contradiction. This structure can achieve broadband absorption enhancement in the spectrum of interest by chromatic aberration correction and hole parameter adjustment. And the light trapping element can be separated from cells to avoid direct contact with an organic layer that may cause electrical defects. Moreover, it is also compatible with low cost manufacturing technologies.

9

Badanie procesu transferu ładunku wzbudzanego światłem w organicznych ogniwach słonecznych za pomocą czasowo rozdzielczej fotoluminescencji i pobudzanego światłem elektronowego rezonansu spinowego

Grankowska-Ciechanowicz S., Iwan A., Wołoś A., Korona K. P., Kamińska M.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2014

|

Z. 264

65-71

PL

Organiczne ogniwa słoneczne są jednym z obiecujących sposobów przetwarzania energii słonecznej w elektryczną. Procesem mającym decydujący wpływ na ich działanie, jest transfer ładunku wzbudzany światłem. Techniki pomiarowe, które znalazły zastosowanie do bezpośredniej detekcji tego procesu, to czasowo rozdzielcza fotoluminescencja (TRPL – ang. time-resolved photoluminescence) i pobudzany światłem elektronowy rezonans spinowy (LESR – ang. light-induced electron spin resonance). Efektywny transfer ładunku, przy pomocy TRPL, rejestrowany jest jako wygaszanie luminescencji w wyniku przestrzennego rozseparowania ładunków przeciwnego znaku, a za pomocą LESR jako dwie linie pochodzące od dodatniego polaronu po stronie donora i ujemnego polarnu po stronie akceptora. W niniejszej pracy omówione zostaną wymienione techniki pomiarowe oraz ich zastosowanie do detekcji efektywnego transferu ładunku w organicznych ogniwach słonecznych.

EN

The organic solar cells are considered as promising way to convert solar energy into electricity. A crucial step in their operations is a photo-induced charge transfer (CT). Techniques, which directly detect this phenomenon, are Time-Resolved Photoluminescence (TRPL) and Light-induced Electron Spin Resonance (LESR). Effective photo-induced CT results in electrons and holes separation and creation of positive and negative polarons. First process is registered by TRPL as luminescence quenching, second by LESR as two lines, one from positive, and another from negative polarons. In this article, both techniques will be described as well their application in effective CT detection.

10

Fotowoltaika organiczna w IEL/OW: od syntezy do konstrukcji ogniwa słonecznego

Iwan A.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 8

195--197

PL

Prace badawcze dotyczące rozwoju fotowoltaiki organicznej prowadzone są obecnie w trzech głównych kierunkach: (i) poszukiwanie nowych polimerów, jak też związków małocząsteczkowych stosowanych w warstwie aktywnej ogniw fotowoltaicznych, (ii) modyfikowanie architektury ogniwa słonecznego oraz (iii) udoskonalanie metod wytwarzania poszczególnych warstw w ogniwie. Najwyższą wartość sprawności fotowoltaicznej, jaką dotychczas otrzymano w IEL Wrocław, określono na poziomie 2,4% dla ogniwa polimerowego objętościowego.

EN

At present the three basic directions of research on the development of organic photovoltaics are: (i) synthesis of new polymers and small-molecular compounds in an active layer of solar cells, (ii) modification of the architecture of solar cells and (iii) perfecting of methods of processing of' each of the layers of solar cell. The highest value of the power conversion efficiency being obtained in IEL Wrocław reaches the level of 2.4% for the bulk heterojunction polymer solar cell.

11

PEDOT:PSS thin film for photovoltaic application

Weszka J., Szindler M., Jarka P.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2013

|

Vol. 59, nr 2

59—66

EN

Purpose: The aim of this paper was to investigate changes in surface morphology and optical parameters of thin films of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS). Thin films were prepared using spin coating method. Design/methodology/approach: The thin films of PEDOT:PSS was investigate by Raman scattering technique in Raman spectrometer. The changes in surface topography were observed with the atomic force microscope AFM XE-100. The results of roughness have been prepared in the software XEI Park Systems. The measurement of optical parameter was performed using spectrometer UV/VIS and spectroscopic ellipsometer. Findings: Results and their analysis allow to conclude that the PEDOT:PSS solution concentration and spin speed, an important factor in spin coating technology, have a significant influence on surface morphology and optical reflection of thin films. Practical implications: Knowledge about the sol gel PEDOT:PSS optical parameters and the possibility of obtaining a uniform thin films show that it can be good material for photovoltaic and optoelectronic devices. Originality/value: The paper presents some researches of PEDOT:PSS thin films deposited by spin coating method on glass substrate.

12

Fotowoltaika organiczna: od syntezy do konstrukcji ogniwa słonecznego

Iwan A., Palewicz M.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2012

|

Z. 259

29--30

PL

Na podstawie dokonanego przeglądu literatury i badań własnych przedstawiono różne rodzaje ogniw słonecznych stosowanych w fotowoltaice organicznej. Prace badawcze dotyczące rozwoju fotowoltaiki organicznej prowadzone są obecnie w trzech głównych kierunkach: (i) poszukiwanie nowych polimerów, jak też związków małocząsteczkowych stosowanych jako warstwa aktywna ogniwa fotowoltaicznego, (ii) modyfikacja architektury ogniwa słonecznego oraz (iii) udoskonalanie metod wytwarzania poszczególnych warstw w ogniwie. W IEL Wrocław (Pracownia Nowych Technologii) prowadzone są prace nad ogniwami fotowoltaicznymi organicznymi zarówno warstwowymi jak i objętościowymi (bulk heterojunction, BHJ). Istotną część prac Pracowni Nowych Technologii zajmują badania nad optymalizacją struktury stosowanych materiałów organicznych, w tym związków mało- i wielkocząsteczkowych w fotowoltaice organicznej. W niniejszej pracy warstwa aktywna badanych ogniw fotowoltaicznych składała się z materiału o charakterze donorowym (poli(3-heksylotiofen), P3HT lub poliazometiny) i akceptorowym (ester metylowy kwasu [6,6]fenylo-C61-masłowego, PCBM). Skonstruowano ogniwa fotowoltaiczne ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM/Al oraz ogniwa odniesienia i wyznaczono dla nich charakterystyki prądowo-napięciowe przy zastosowaniu jako źródła światła lampy ksenonowej. Do pomiarów wykorzystano urządzenie Solartron Model 1287A potentiostat/galwanostat za pomocą, którego określono parametry fotowoltaiczne badanych ogniw. Wykazano wpływ budowy polimeru i architektury ogniwa na wartości parametrów fotowoltaicznych tj. sprawność (PCE), współczynnik wypełnienia (FF) czy też napięcie rozwarcia (Voc) i prąd zwarcia ogniwa (Jsc). Najwyższą wartość sprawności fotowoltaicznej, jaką dotychczas otrzymano w IEL Wrocław, określono na poziomie 2,4% dla ogniwa polimerowego objętościowego. Konstrukcja ogniwa była wykonywana w warunkach laboratoryjnych w atmosferze powietrza.

EN

In this work based on the literature and own research different kinds of organic solar cells are presented. Research works concerning the development of organic photovoltaics are at present in three main directions: (i) the synthesis of new polymers and small compounds as the active layer of the solar cells, (ii) the modification of the architecture of the solar cells and (iii) perfecting of methods of the production of each layers in the solar cells. IEL Wrocław (the Lab of New Technologies) specializes in works over organic photovoltaics with both bilayers and bulk heterojunction, BHJ solar cells. Led are also researches over the optimization of the structure of organic materials including small- and high-molecular compounds in organic photovoltaics. In the present work the active layer of investigated solar cells consisted of the donor (poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl), P3HT or polyazomethines) and the acceptor material ([6,6]-phenyl-C61-butyric acid methyl ester, PCBM). Organic photovoltaic devices with the configuration of ITO/PEDOT:PSS/P3HT:PCBM and reference solar cells were investigated under an illumination of 100 mW/cm2 (xenon lamp) with an AM1.5G by applied Solartron the Model 1287A potentiostat/the galvanostat. One showed the influence of the chemical structure of the polymers and the architecture of the solar cells on the value of photovoltaic parameters i.e. the power conversion efficiency (PCE), the fill factor (FF) or else the open circuit voltage (Voc) and the short circuit current (Jsc). The highest value of the PCE, which till now one received in IEL Wrocław, one qualified on level 2.4% for the BHJ polymer solar cell. The construction of the solar cells was performed conditioned of laboratory in the air atmosphere.

13

Photovoltaic properties of bulk heterojunction devices based on CuI-PVA as electron donor and PCBM and modified PCBM as electron acceptor

Sharma G. D., Shanap T. S., Patel K. R., El-Mansy M. K.

Materials Science Poland

|

2012

|

Vol. 30, No. 1

10--16

EN

In this paper, we have investigated the bulk heterojunction organic solar cells based on CuI - polyvinyl alcohol (CuI-PVA) nanocomposite as electron donor and [6,6] - phenyl C60 - butyric acid methyl ester (PCBM) or modified PCBM i.e. F as electron acceptor. The power conversion efficiencies (PCEs) of 0.46 % and 0.68 % were achieved for the photovoltaic devices based on as cast CuI-PVA:PCBM and CuI-PVA:F blend films, respectively. The higher PCEs of the organic solar cells based on F as electron acceptor resulted from the increase in both short circuit current (Jsc) and open circuit voltage (Voc), due to the increased absorption of F in visible region and its higher LUMO level. After thermal annealing, the PCEs of the organic solar cells were further increased to 0.54 % and 0.80 % for CuI-PVA:PCBM and CuI-PVA:F blends, respectively. The increase in the PCEs was mainly due to the increase in Jsc, which has been attributed to the improvement in hole mobility and broadening of the absorption band in the longer wavelength region. The improved hole mobility resulted in more balanced charge transport in the devices based on the thermally annealed blends.

14

Laser induced forward transfer of conducting polymers

Kandyla M., Chatzandroulis S., Zergioti I.

Opto-Electronics Review

|

2010

|

Vol. 18, No. 4

345-365

EN

We report on laser printing of conducting polymers directly from the solid phase. Laser induced forward transfer is employed to deposit P3HT:PCBM films on glass/ITO/PEDOT:PSS substrates. P3HT:PCBM is widely used as the active material in organic solar cells. Polyaniline films, which are also printed by laser induced forward transfer, find many applications in the field of biotechnology. Laser printing parameters are optimized and results are presented. To apply solid-phase laser printing, P3HT:PCBM films are spun cast on quartz substrates, while aniline is in-situ polymerized on quartz substrates.

15

Organiczne ogniwa fotowoltaiczne

Signerski R., Godlewski J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 1

77-82

PL

Badania organicznych ogniw fotowoltaicznych mają już 30-letnią historię, a ich intensywność w ostatnich latach doprowadziła do znaczącej poprawy wydajności konwersji mocy i wykazała możliwość wielu praktycznych zastosowań. Materiałami wykorzystywanymi w organicznej fotowoltaice są polimery z wiązaniami sprzężonymi i półprzewodniki molekularne o małym ciężarze cząsteczkowym. Najczęściej badane struktury to: heterozłącza planarne, objętościowe, multizłącza, struktury p-i-n, ogniwa hybrydowe, a szczególnie ogniwa barwnikowe. Wydajność konwersji mocy ogniw molekularnych i polimerowych osiągnęła wartość 6%, a barwnikowych 11%. Ogniwa organiczne mogą być tanie, lekkie, giętkie, przezroczyste i o dużej powierzchni.

EN

Research on organic photovoltaic devices has developed during the past 30 years. Especially in the last decade, interest in advancement of these devices increased significantly, which resulted in improvement of the power conversion efficiency and many practical applications. Organic photovoltaic materials of great importance include conjugated polymers and small molecular weight materials. These materials are used in such photovoltaic systems as bilayer heterojunction devices, bulk heterojunction devices, p-i-n structures, dyesensitized solar cells and hybrid organic-inorganic devices. Nowadays, the reported values of the power conversion efficiency of organic solar cells reach about 11% and they are still smaller than those obtained for solar cells made from inorganic materials. However, the perspective of cheap production of organic solar cells with special properties (e. g. thin, light weight, flexible, semitransparent cells) drives their development further in a dynamic way.