Proceedings of the European Summer School of Photovoltaics 4 â 7 ...

More documents

Recommendations

Info

Rys. 4. Wyniki symulacji dla tekstury krzemowych V-rowków w porównaniu do tekstury piramidalnej [3] Korelacja pomiędzy parametrami tekstury a charakterystyką reflektancji Dokonano oceny morfologii siedmiu podłoży krzemowych o orientacji krystalograficznej [100], przewodnictwie typu n i rezystywności 5…10 Ωcm teksturowanych w roztworach alkalicznych z dodatkiem surfaktantu 1,2-pentanediolu (rys. 5). Parametry procesu teksturyzacji zestawiono w tabeli 1. Rys. 6. Zależność współczynnika odbicia od temperatury procesu dla roztworu 1M KOH + 2% 1,2-pentanediolu, t = 20 min oraz zdjęcia SEM trawionych podłoży Tab. 1. Zestawienie parametrów trawienia badanych próbek [4] Nr podłoża Roztwór trawiący Czas procesu [min] Temperatura 1 1M KOH + 2% 1,2-pentanediol 10 90 2 1M KOH + 2% 1,2-pentanediol 15 90 3 1M KOH + 2% 1,2-pentanediol 20 90 4 1M KOH + 1% 1,2-pentanediol 20 90 5 6 1M KOH + 4% 1,2-pentanediol 1M KOH + 2% 1,2-pentanediol 20 90 20 80 Rys. 7. Zależność współczynnika odbicia od czas trawienia dla roztworu 1M KOH+2%1,2-pentanediolu, T = 90° oraz zdjęcia SEM trawionych podłoży 7 1M KOH + 1% 1,2-pentanediol 20 70 Analizę morfologii przeprowadzono z wykorzystaniem mikroskopu SEM (mikroskop marki HITACHI, model SU6600). Następnie otrzymane wyniki zestawiono z pomiarami charakterystyk reflektancji wszystkich siedmiu podłoży. Wykresy podzielono ze względu na zmieniający się parametr procesu, tzn: temperaturę procesu, czas trwania procesu oraz stężenie procentowe dodanego surfaktantu (1,2-pentanediolu). Zestawienie przedstawiono na rys. 6–8. Rys. 8. Zależność współczynnika odbicia od koncentracji 1,2-pentanediolu, T = 90°, t = 20 min oraz zdjęcia SEM trawionych podłoży Rys. 5. Porównanie podłoża polerowanego i teksturyzowanego, pokrytego warstwą antyrefleksyjną 96 Przebadane struktury teksturujące (piramidy o podstawie kwadratowej) ograniczone były płaszczyznami {111} i miały kąt wierzchołkowy ok 70°. W wynikach przedstawionych symulacji otrzymano, że kąt wierzchołkowy takich piramid powinien być mniejszy od 80°, a więc kąt wierzchołkowy analizowanych struktur jest optymalny. Zaobserwowano również istotne znaczenie gęstości pokrycia powierzchni piramidami, co pokrywa się z wynikami symulacji. Elektronika 6/2012
Podsumowanie W wyniku badań doświadczalnych stwierdzono silny wpływ parametrów procesu na rodzaj otrzymywanej tekstury, a tym samym na otrzymywany współczynnik odbicia. Na gęstość pokrycia powierzchni teksturą ma wpływ w decydującym stopniu czas trawienia (rys. 6). Osiągana reflektancja podłoża maleje wraz z wydłużeniem czasu trawienia oraz z podwyższeniem temperatury. Istnieje optymalny skład roztworu, dla którego pokrycie powierzchni piramidami jest maksymalne, a kształty piramid najbardziej regularne (1M KOH + 2% 1,2-pentanediolu). Najbardziej optymalny proces trawienia uzyskuje się dla następujących parametrów: czas trawienia 20 min, temperatura kąpieli 90°C. Wiąże się to z uzyskaniem pełnego pokrycia piramidami o wielkości 10…17 µm. W wyniku takiej teksturyzacji otrzymuje się reflektancję na poziomie 10%. Zastosowanie warstwy antyrefleksyjnej znacznie poprawia współczynnik reflektancji w całym zakresie stosowanych długości fal. Literatura [1] Xiao-She Hua i in.: The effect of texture unit shape on silicon surface on the absorption properties. Solar Energy Materials & Solar Cells 94 (2010) 258–262. [2] Rodriguez J. M.: Random pyramidal texture modeling. Solar Energy Materials & Solar Cells 45 (1997) 241–253. [3] Yagi T. i in.: Ray-trace simulation of light trapping in silicon solar cell with texture structures. Solar Energy Materials & Solar Cells 90 (2006) 2647–2656. [4] Banaszczyk K. A.: Teksturyzacja powierzchni podłoży krzemowych w zastosowaniu do baterii słonecznych. Praca magisterska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, Politechnika Wrocławska 2011. Printed transparent electrodes with graphene nanoplatelets Małgorzata JAKUBOWSKA 1, 2) , Marcin SŁOMA 1, 2) , Daniel JANCZAK 1) , Anna Młożniak 2) , Grzegorz WRÓBLEWSKI 1) 1) Department of Mechatronics, Warsaw University of Technology, Warszawa 2) Institute of Electronic Materials Technology, Warszawa In last years notable development in research of sustainable, regenerative and ecological electrical energy generation solutions can be observed. This is caused by rising costs of fossil fuels, increasing demand for energy, especially in emerging countries and environmental problems for instance carbon dioxide amount in atmosphere, climate change or air contamination [1]. Nuclear plants could be a good alternative for fossil fuels plants, but they are considered to be dangerous especially in regions of earth where earthquakes, tsunamis and other disasters can take place [2]. They are some regenerative electrical energy generation solutions but they have also some disadvantages and they are not totally environmental friendly. For example a hydropower plant needs large areas of terrain to be flooded – ecosystems changes [3] and need of homesteads relocations. Wind farms are not a perfect idea neither because they are interfering with flying animals causing even fatality through collision with rotating turbine rotor blades [4]. Those drawbacks made authorities, researchers and investors looking for other sources of energy, and solar energy seems to have prominent future. Crystalline silicon solar cells are are actually well developed photovoltaic devices but still too expensive per kWh in comparison to other energy sources as regard mass energy generation. Therefore organic solar cells are investigated and can be a promising alternative for low cost energy generation. Furthermore using organic materials give great opportunity in elastic photovoltaic devices production. This paper is focused on transparent organic electrodes which are parts of photovoltaic cells. Indium tin Oxide (ITO) and fluorine tin oxide (FTO) have been common materials as window electrodes in optoelectronic devices [5], but they have some disadvantages e.g. high price, chemical instability and low mechanical strength. They have been made many studies on other transparent contacting materials like conducting oxide ZnO:Al [6] or conducting polymer PEDOT:PSS used in organic light emitting diode application, and showed better results compared to ITO [7]. In last years a significant increase in interest about graphene can be observed because of great properties of this carbon one atom thick material. Some extraordinary properties like low resistance [8, 9], high elasticity [10], mechanical stability [11], and high transparency of light in visible lenghts [12–15] have been described in the literature locating graphene in the main point of interest of researchers working on transparent electrodes. They have been made some approaches in obtaining transparent graphene films by chemical vapor deposition [16, 17], dip coating in hot Graphene Oxide (GO) aqueous dispersion [14], ink-jet printing [18, 19]. We have already made some approaches to transparent electrodes in photovoltaics based on carbon nanotubes using screen printing method and compared results with indium tin oxide (ITO) electrodes made with the same method [20]. Here we present transparent electrodes based on graphene nanoplateletes using screen printing method because it seems to be the cheapest technology in mass production of large area and transparent films without vacuum participation. Printing pastes described in this paper consist of several graphene sheets stacked together and mixed with PMM solution and appropriate solvent. Some similar approaches have been done and described using different carriers and solvents [21–24]. Experiment Two types of graphene nanoplatelets were used in the present study as a reinforcing and conductive additive in composite with polymethylmethacrylate (PMMA) as a carrier with butyl carbitol acetate solvent. Both materials supplied by Cheap Tubes Inc. were obtained by chemical method. Dimensions graphene nanoplatelets type B and C (GNPB, GNPC) were observed on scanning electron microscope (SEM) AURIGA CrossBeam Workstation. Tabl. 1. Graphene nanoplatelets materials parameters used in investigation GNP Diameter [m 2 /g] Surface area [um] Grade Average thicknes [nm] GNP-B 100 2-5 2 10 GNP-C 100 2-25 2 10 Composite layers were prepared on elastic PET film using screen printing method. Pastes prepared for the experiment had graphene nanoplatelets loading varying from 0,1 to 3 wt%. Two kinds of fillers were used: 10wt% Polymethylmethacrylate (PMMA) with butyl carbitol acetate solvent and ready-made matrix no. 8155 produced by Diupont. To achieve uniformity of the filler in the PMMA matrix mixtures were sonicated for 60 min at room temperature. Then they were rolled twice on tree roll mills with silicon carbide (SiC) roller. The printing process of the final mixtures was done using screen printer AMI Presco type 242. After printing samples were cured at 120°C for 1 h. Elektronika 6/2012 97
Page 1 and 2: Proceedings of the European Summer
Page 3 and 4: Spis treści str. 1. Analysis of se
Page 5 and 6: Fig. 4. Spectral reflectance depend
Page 7 and 8: tures in comparison to so far used
Page 9 and 10: Summary The silver nanopowder paste
Page 11 and 12: B A Rys. 5. Modele cząsteczek stos
Page 13 and 14: Laser texturing and microtreatment
Page 15 and 16: Tab. 2. Wyniki średnie, odchylenia
Page 17 and 18: Tab. 1. Elementy składowe komercyj
Page 19: Rys. 2. Analizowane kształty tekst
Page 23 and 24: a) b) Fig. 4. ITME image: a) graphe
Page 25 and 26: To obtain the total thickness of th
Page 27 and 28: Optical and electrical parameters o
Page 29 and 30: Antireflection coating with plasmon
Page 31 and 32: Technological issues and optimizati
Page 33 and 34: GaAsN as a photovoltaic material -
Page 35 and 36: AP-MOVPE technology of AIIIBV-N het
Page 37 and 38: optical and structural features wer
Page 39 and 40: chanism, as it provides alternative
Page 41 and 42: The experimental results showed in
Page 43 and 44: de are believed to change the ioniz
Page 45 and 46: pyrrolidone). To 0.04 g of polymer
Page 47 and 48: Fig. 2. Structure of a) Poly(3-hexy
Page 49 and 50: 0,03 0,02 10 Current density (mA/cm
Page 51 and 52: Fig. 1. (A) Schematic representatio
Page 53 and 54: Azaheterocyclic materials for organ
Page 55 and 56: The influence of inclination and az
Page 57 and 58: Fig. 6. Hourly distribution of radi
Page 59 and 60: Fig. 2. CNT layer resistivity chang
Page 62: IV Elektronika 6/2012

Proceedings of the European Summer School of Photovoltaics 4 â 7 ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?

Proceedings of the European Summer School of Photovoltaics 4 â 7 ...