Project detail

Fluctuation processes in PN junctions of solar cells

Duration: 01.01.2010 — 31.12.2012

Funding resources

Czech Science Foundation - Standardní projekty

- whole funder (2010-01-01 - 2012-12-31)

On the project

Předložený projekt vychází ze snahy o rozvoj alternativních ekologických energetických zdrojů, kam patří i solární fotovoltaické systémy. Jeho podstatou je studium fluktuačních procesů v PN přechodech křemíkových solárních článků moderními šumovými a optickými metodami, které povede k nalezení základních typů defektů v PN přechodu a k vytvoření jejich fyzikálního popisu. Na jeho základě bude navržena a experimentálně ověřena metodika jednoduché, spolehlivé a prakticky použitelné diagnostiky jednotlivých typů defektů, která může tvořit zpětnou vazbu při zdokonalování výrobního procesu nebo sloužit pro přesnější třídění již vyrobených článků. Získané výsledky mohou být následně využity při hledání technologických postupů, které povedou ke zvýšení kvality produkovaných solárních článků, a tím i jejich účinnosti a životnosti.

Description in English
The present project has been motivated by our efforts to contribute to a further development of alternative environment-friendly power sources, to which category the solar photovoltaic systems undoubtedly belong. Its essence consists in studies of fluctuation processes in solar cells PN junctions by advanced noise and optical methods. These studies are aimed at identifying fundamental defect types in PN junctions and elaborating their physical characterization. On the basis of these achievements, a methodology for an easy-to-use, reliable and field-applicable diagnostics of various defect types will be designed and experimentally verified, to provide a feedback in improving the production process are refine the product screening procedures. Obtained results can be used for identifying of new technologic procedures, which in turn will leas to improving the solar cell quality, efficiency and service life.

Keywords
PN přechod, solární článek, lokální defekt, diagnostika

Key words in English
PN junction, solar cell, local defect, diagnostics

Mark

GAP102/10/2013

Default language

Czech

People responsible

Grmela Lubomír, prof. Ing., CSc. - fellow researcher
Holcman Vladimír, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Koktavý Bohumil, prof. Ing., CSc. - fellow researcher
Macků Robert, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Šikula Josef, prof. Ing. RNDr., DrSc. - fellow researcher
Škarvada Pavel, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Tománek Pavel, prof. RNDr., CSc. - fellow researcher
Vaněk Jiří, doc. Ing., Ph.D. - fellow researcher
Koktavý Pavel, prof. Ing., CSc. Ph.D. - principal person responsible

Units

Department of Physics
- beneficiary (2010-01-01 - not assigned)

Results

MACKŮ, R. Semi-numerical simulation of silicon solar cells junction geometry using C-U profiling techniques. In proceedings of the 16th conference student eeict 2010 vol. 5. Brno: Novpress, 2010. p. 217-221. ISBN: 978-80-214-4080-7.
Detail

ŠKARVADA, P.; TOMÁNEK, P.; DALLAEVA, D. Solar Cell Structure Defects and Cracks. In Fracture Mechanics for Durability, Reliability and Safety. Kazaň: 2012. p. 507-514. ISBN: 978-5-905576-18-8.
Detail

MACKŮ, R.; KOKTAVÝ, P. On the determination of silicon solar cell properties based on capacitance characteristics measurement. In Electronic Devices and Systems, IMAPS CS International Conference 2010. 1. Brno: Novpress, 2010. p. 202-208. ISBN: 978-80-214-4138-5.
Detail

ŠKARVADA, P.; TOMÁNEK, P. Reverse-biased solar cell light emission thermal dependency. In Electronic Devices and Systems EDS10. Brno: Novpress, 2010. p. 304-307. ISBN: 978-80-214-4138-5.
Detail

ŠKARVADA, P.; TOMANEK, P.; MACKŮ, R. Characterization of Si Solar Cells Imperfections in the Near-Field. In 25th European Photovoltaic Solar Energy Conference (id 18618). Valencia: WIP - Renewable Energies, 2010. p. 351-354. ISBN: 3-936338-26-4.
Detail

MACKŮ, R.; KOKTAVÝ, P. Analysis of fluctuation processes in forward-biased solar cells using noise spectroscopy. Physica status solidi (a), 2010, vol. 207, no. 10, p. 2387-2394. ISSN: 1862-6319.
Detail

HOLCMAN, V.; GRMELA, L.; LIEDERMANN, K. New Mixing Rules for Composite Polymer Materials. IEEJ Transactions on Electrical and Electronic Engineering, 2010, vol. 5, no. 4, p. 381-385. ISSN: 1931-4973.
Detail

HOLCMAN, V.; LIEDERMANN, K.; STRÁNÍK, R. Změny dielektrického spektra polymeru při dlouhodobé expozici při nízkých teplotách. Jemná mechanika a optika, 2010, roč. 2010, č. 10, s. 279-281. ISSN: 0447-6441.
Detail

MACKŮ, R.; KOKTAVÝ, P.; ŠKARVADA, P. Non-destructive Characterization of Micro-sized Defects in the Solar Cell Structure. Key Engineering Materials (print), 2011, vol. 465, no. 1, p. 314-317. ISSN: 1013-9826.
Detail

PARAČKA, P.; KOKTAVÝ, P.; MACKŮ, R. PN junction defects detection in solar cells using noise diagnostics. Key Engineering Materials (print), 2011, vol. 465, no. 1, p. 359-362. ISSN: 1013-9826.
Detail

MACKŮ, R.; KOKTAVÝ, P.; ŠKARVADA, P. Non-destructive Characterization of Micro-sized Defects in the Solar Cell Structure. Materials Structure & Micromechanics of Fracture - Abstract Booklet. 1. Brno: Vutium, 2010. p. 169-169. ISBN: 978-80-214-4112-5.
Detail

MACKŮ, R.; KOKTAVÝ, P. Excess Reverse Current Modeling of Single Junction Si Solar Cells and Transistor n+pn+ Structure Effect. In 2010 9th International Conference on Environment end Electrical engineerong. Wroclaw: Reprotechnika Wroclaw, 2010. p. 18-21. ISBN: 978-1-4244-5374-0.
Detail

MACKŮ, R.; ŠICNER, J.; DALLAEVA, D. An Experimentally Based Characterization of Solar Cell Structure Defects by Means of Noise and Optical Activities Analysis. In Fracture Mechanics for Durability, Reliability and Safety. Kazaň: Research Center for power engineering progblems of the russian academy of sciences, 2012. p. 499-506. ISBN: 978-5-905576-18-8.
Detail

BOGATYREVA, N.; MACKŮ, R. Non-destructive Characterization of Micro-sized Defects in the Solar Cell Structure. In Fracture mechanics for Durability, Reliability and Safety. Kazaň: 2012. p. 564-571. ISBN: 978-5-905576-18-8.
Detail

ŠICNER, J.; KOKTAVÝ, P.; DALLAEVA, D. Identification of Micro-scale Defects in Crystalline Solar Cell Structure. In Fracture Mechanics for Durability, Reliability and Safety. Kazaň: 2012. p. 532-539. ISBN: 978-5-905576-18-8.
Detail

MACKŮ, R.; ŠICNER, J.; KOKTAVÝ, P. INVESTIGATION OF SOLAR CELL PERFORMANCE STUDIED BY LOCAL BREAKDOWNS AND RELATED NOISE. In Electronic Devices and Systems EDS 2012. 1. Brno: Litera Brno, 2012. p. 267-272. ISBN: 978-80-214-4594-9.
Detail

MACKŮ, R.; ŠICNER, J.; KOKTAVÝ, P. ELECTRIC MODEL OF REVERSE-BIASED SILICON SOLAR CELLS. In New Trends in Physics. 1. Brno: Litera Brno, 2012. p. 65-68. ISBN: 978-80-214-4594-9.
Detail

ŠKARVADA, P.; TOMÁNEK, P.; KOKTAVÝ, P. Solar cell shunt characterization via microscale light induced current. In IMAPS CS International Conference 2011 Proceedings. 1. Brno: VUT Brno, 2012. p. 95-99. ISBN: 978-80-214-4303-7.
Detail

ŠKARVADA, P.; TOMÁNEK, P.; PALAI-DANY, T. Artificial defects of solar cells. ElectroScope - http://www.electroscope.zcu.cz, 2011, vol. 2011, no. 2, p. 33-37. ISSN: 1802-4564.
Detail

KOKTAVÝ, P.; MACKŮ, R. Noise and Optical Activities of Local Defects in Solar Cells pn Junctions. In ICNF2011: 2011 21st International Conference on Noise and Fluctuations. 1. Toronto, Kanada: IEEE, 2011. p. 409-412. ISBN: 978-1-4577-0191-7.
Detail

ŠKARVADA, P.; TOMÁNEK, P.; GRMELA, L. Local measurement of solar cell emission characteristics. Proceedings of SPIE, 2011, vol. 8036, no. 8306, p. 1H1 (1H6 p.)ISSN: 0277-786X.
Detail

ŠKARVADA, P.; TOMÁNEK, P.; KOKTAVÝ, P. Microscale comparison of solar cell recombination centers. ElectroScope - http://www.electroscope.zcu.cz, 2011, vol. 2011, no. 4, p. 25-28. ISSN: 1802-4564.
Detail

MACKŮ, R.; TOMÁNEK, P.; KOKTAVÝ, P. Investigation of the photon emission from the p-n junction of silicon solar cells studied by electro-optical methods. Proceedings of SPIE, 2011, vol. 8036, no. 8306, p. 1I1 (1I6 p.)ISSN: 0277-786X.
Detail

MACKŮ, R.; KOKTAVÝ, P. Impact of Local Defects on Photon Emission, Electric Current Fluctuation and Reliability of Silicon Solar Cells Studied by Electro-Optical Methods. ElectroScope - http://www.electroscope.zcu.cz, 2011, vol. 2011, no. 2, p. 38-43. ISSN: 1802-4564.
Detail

MACKŮ, R. Analysis of photon emision from silicon solar cells and correlation with microplasma noise. In proceedings of the 17th conference student eeict 2011 vol. 3. Brno: Novpress, 2011. p. 417-421. ISBN: 978-80-214-4273-3.
Detail

MACKŮ, R. Analýza fluktuačních procesů v solárních článcích. Brno: VUT v Brně, 2012.
Detail

ŠICNER, J. Optical and Thermal Activities of Micro-Sized Local Defects on the Edges of Silicon Solar Cells. In proceedings of the 16th conference student eeict 2012 vol. 3. Brno: LITERA Brno, 2012. p. 288-292. ISBN: 978-80-214-4462-1.
Detail

MACKŮ, R.; KOKTAVÝ, P.; ŠICNER, J. Investigation of solar cell performance studied by local breakdowns and related noise. In Electronic Devices ans Systems 2012. 1. Brno: VUT v Brně, 2012. p. 267-272. ISBN: 978-80-214-4539-0.
Detail

MACKŮ, R.; KOKTAVÝ, P. MĚŘENÍ KVANTOVÉ ÚČINNOSTI PRO NEDESTRUKTIVNÍ DIAGNOSTIKU n+p SOLÁRNÍCH ČLÁNKŮ. Slaboproudý obzor, 2012, roč. 70, č. 2, s. 6-10. ISSN: 0037-668X.
Detail

MACKŮ, R.; KOKTAVÝ, P.; ŠICNER, J. COMPREHENSIVE STUDY OF SOLAR CELL STRUCTURE DEFECTS BY MEANS OF NOISE AND LIGHT EMISSION ANALYSIS. Advances in Electrical and Electronic Engineering - intenetový časopis (http://advances.utc.sk), 2012, vol. 10, no. 2, p. 6-11. ISSN: 1804-3119.
Detail

ŠICNER, J.; KOKTAVÝ, P.; MACKŮ, R. MICRO-SIZED LOCAL DEFECTS ON THE EDGES OF SILICON SOLAR CELLS. In Electronic Devices and Systems IMAPS CS International Conference 2012. 1. Brno: LITERA, 2012. p. 95-100. ISBN: 978-80-214-4539-0.
Detail

TOMÁNEK, P.; ŠKARVADA, P.; GRMELA, L.; DALLAEVA, D. Optoelectronic diagnostics of defects in solar cell structures. In Optica and Measurement 2012. Prague: Institute of plasma Physics, 2012. p. 137-140. ISBN: 978-80-87026-02-1.
Detail

DALLAEVA, D.; BILALOV, B.; TOMÁNEK, P. Theoretical and Experimental Investigation of SiC Thin Films Surface. ElectroScope - http://www.electroscope.zcu.cz, 2012, vol. 2012, no. 5, p. 1-5. ISSN: 1802-4564.
Detail

ŠICNER, J.; MACKŮ, R.; KOKTAVÝ, P. MICRO - SIZED LOCAL DEFECTS ON THE EDGE OF SILICON SOLAR CELLS AND THEIR OPTICAL AND THERMAL CHARACTERISTICS. In New trends in physics Proceedings of the conference. Brno: Litera, 2012. p. 73-76. ISBN: 978-80-214-4594-9.
Detail

MACKŮ, R.; HOLCMAN, V.; SADOVSKÝ, P.; GRMELA, L.; KOKTAVÝ, P.: CurrDet v. 1.0; Citlivý proudový detektor - CurrDet v. 1.0. Icontio ltd., U Vodárny 2, 616 00 Brno. URL: http://www.ufyz.feec.vutbr.cz/index.php?lang=1&page=86. (funkční vzorek)
Detail

MACKŮ, R.; SADOVSKÝ, P.; ŠICNER, J.; HOLCMAN, V.; KOKTAVÝ, P.: Photon v. 1.0; Vícekanálový optický detektor - Photon v. 1.0. Icontio Ltd, U Vodárny 2, 616 00 Brno. URL: http://www.ufyz.feec.vutbr.cz/index.php?lang=1&page=86. (funkční vzorek)
Detail

MACKŮ, R.; KOKTAVÝ, P.; GRMELA, L.; TOMÁNEK, P.: Solar Hybrid System Pre-converto; Modul měniče hybridního systému - Solar Hybrid System Pre-convertor v. 1.3. Laboratoře Natural Energy Engineering, s.r.o., Příkop 838 /6, IČ: 268 88 432. URL: http://www.ufyz.feec.vutbr.cz/veda-a-vyzkum/produkty. (funkční vzorek)
Detail

MACKŮ, R.; GRMELA, L.; HOLCMAN, V.: 25615; Laserový měřič vzdálenosti. UFYZ FEKT VUT v Brně a ASL a.s., http://www.ufyz.feec.vutbr.cz/index.php?lang=1&page=86. URL: http://www.ufyz.feec.vutbr.cz/index.php?lang=1&page=86. (funkční vzorek)
Detail

MACKŮ, R.; HOLCMAN, V.; TOMÁNEK, P.; GRMELA, L.: Modul DC-AC měniče ver. 2.5; Modul DC-AC měniče ver. 2.5. Laboratoře UFYZ, Laboratoře NEE. URL: http://www.ufyz.feec.vutbr.cz/index.php?lang=1&page=86. (prototyp)
Detail

ŠKARVADA, P.; TOMÁNEK, P.; GRMELA, L.: Řídící modul invertoru EI1.4; Modul řídící jednotky invertoru. Laboratoře NEE, UFYZ. URL: http://www.ufyz.feec.vutbr.cz/index.php?lang=1&page=86. (funkční vzorek)
Detail

Responsibility: Koktavý Pavel, prof. Ing., CSc. Ph.D.