近空间升升-沉积超薄CDSeTe/CdTe太阳能电池，增强短路电流密度和光致发光

在钛化吸收器中加入镉，对提高光伏效率具有重要意义。超薄层可提高能效和节省材料，推动光伏和可再生能源的发展。自动在线近空升华沉积或CSS的主要优点是近空升华速度快，自动沉积确保设备可重复性。

近空间升华解决了太阳能电池薄膜吸收器沉积中的挑战之一。挑战在于，将薄膜沉积得相当慢，如此近的空间升华使我们能够以更快的速度进行，从而在一天内制造更多的太阳能电池。这种沉积方法对于其他薄膜沉积也非常有用，因为多次大气暴露是不可取的。

与任何制造系统一样，经验有经验的用户进行初始监督是非常可取的。由于这些双层吸收器光伏器件的制造需要许多步骤，因此在每个阶段之后对样品进行可视化对于了解需要哪些视觉薄膜质量至关重要。首先使用手持式鼓风机轻轻清除标有永久标记的透明导电氧化物涂层基材上的任何灰尘颗粒，并使用一对橡胶尖钳将清洁基板装载到样品架透明导电氧化物侧向下。

关闭负载锁门后，将负载锁定泵下，直到负载锁压力表读数低于负 10 到负 2 托，然后关闭负载锁泵。打开负载锁门，等待压力升高，然后手动插入传输臂，使样品位于关闭阴极上方。在计时器上设置所需的沉积时间，并在手动打开快门时开始计时。

当计时器关闭时立即关闭快门，并完全缩回转接臂，然后关闭负载锁门并卸载样品。为了获得氧化锌镁沉积率，请使用浸在甲醇中的棉尖施用剂从见证样品中去除标记，并使用测高仪测量厚度。为使吸收层保持近空升华，请设置沉积系统中的顶部和底部源，并设置温差，以进行适当的材料升华。

使用手持式空气鼓风机轻轻清除清洁氧化镁和透明导电氧化物涂层基材上的任何灰尘颗粒，将清洁基板装载到样品架氧化镁氧化锌侧下。关闭负载锁门后，打开负载锁粗加工开关以泵下负载锁。在泵送时，将镉告诉见证样品的沉积配方设置为预热源中的 110 秒停留时间，将玻璃加热到大约 480 摄氏度， 110秒在镉电解源中用于镉电解沉积，180秒在氯化镉源中用于多晶烯的钝化，240秒在退火源中驱动氯化镉进入吸收器和冷却源中的 300 秒。

当负载锁泵入低于 40 毫托雷时，打开门阀，并在软件中启动沉积配方。传输臂将自动移动到预设位置，在完成后返回到主位置。沉积完成后，将负载锁排放到大气中并打开负载锁门。

当样品足够凉快，可以处理时，用无绒布将其取出。使用去离子水将薄膜表面可见的氯化镉残留物冲洗到分级烧杯中，然后用压缩氮气将薄膜干燥。然后使用剃须刀刀片将少量镉硫化材料从基材上刮下来，并使用表面硫化基测量镉硫化膜厚度以确定沉积速率。

当负载锁压低于 40 毫托雷时，在软件中运行烘焙配方。烘烤完成后，设置镉的沉积配方，以确定厚度。在预热源中设置 140 秒停留时间，将玻璃提升至约 540 摄氏度，在镉对硫化物沉积的镉中设置 300 秒，在冷却源中设置 300 秒。

当负载锁压达到 40 毫托雷以下时，执行沉积配方。当镉对硫化物薄膜沉积完成时，用无绒布卸载冷却样品，并刮掉一小段材料，以确定镉对硫化物沉积率，如先前所示，制造1.5微米单镉硫化物吸收剂，根据镉硫化物沉积率和以前针对超薄吸收剂优化的氯化镉处理设置沉积配方。

使用预热停留时间 110 秒，镉电解停留时间 60 秒，氯化镉停留时间 150 秒，退火时间 240 秒，冷却时间 300 秒。当负载锁压力达到 40 毫托雷时，打开负载锁门阀并选择启动。程序将自动运行所选沉积配方，在冷却步骤完成后返回到主位置。

制造0.5微米镉的钛，和1.0微米甲酸酯双层吸收器， 根据吸收器沉积速率设置沉积配方，预热停留时间为140秒，镉的电解停留时间为231秒，镉的沉降停留时间为50秒，氯化镉停留时间为150秒，退火时间为240秒冷却时间为 300 秒。当负载锁压力达到 40 毫托雷以下时，执行沉积配方。然后在配方完成后卸载样品，并如所示进行样品冷却。

当顶部和底部源达到工作温度时，将样品装载到样品支架上，然后按照每个位置的沉积时间设置的定时器，将输送臂依次移动到预热氯化铜和退火位置。该协议中的铜配方已针对 1.5 微米器件进行了优化。当最终计时器熄下时，手动将转油臂返回到主位置并关闭负载锁门阀。

对于薄钛的蒸发沉积，将样品膜侧向下加载到样品架上，然后关闭室顶部。手动将操纵杆移动到粗加工位置。当压力降至 10 毫托雷以下时，将操纵杆转回前线位置，等待约 30 秒，以在打开高真空阀之前解决任何暂时性压力峰值。

当腔室压力读取器已下位时，达到1倍10到负五托的适当的沉积压力。打开电源开关，打开快门，然后打开电流控制以开始沉积。当石英晶体显示器显示所需的电图厚度时，快速同时将电流转为零，关闭电源开关并关闭快门。

在涂漆回触点之前，摇动背面触点溶液以确保完全混合。以缓慢的横向运动将溶液喷洒到样品上，使样品上涂有均匀的镍回触点。允许背触稍微干燥后，根据需要重复应用多次，以进行完全覆盖。

要将薄膜结构完成到电气接触装置中，请将装入金属面罩的样品放入手套箱中，并使用虹吸软管将玻璃珠介质涂抹到样品的未遮盖部分。使用第二个掩码重复应用，这样在完成描绘后，25 个小面积方形设备以 5 到 5 模式出现在样本上。然后用浸在去维化水中的棉尖施用器清洁样品的薄膜面。

为了最大限度地减少成品器件电气测量中的横向电阻，请用钛焊剂焊接器件之间的网格图案。将镉对水告诉水，加入到薄镉的钛化吸收器中，通过卓越的吸收材料质量，提高了光致发光率和更长的光致发光衰变寿命，从而提高了设备效率。更高的短路电流密度也实现了更高的效率。

光电流密度电压曲线沿电流密度轴的向下移动对应于与性能最佳的单镉电图化吸收器器件相比，性能最佳的双层吸收器器件的短路电流密度增加。对二层器件的长波长范围内的镉电图和镉电图/镉电图器装置进行量子效率测量，显示了额外的光子转换，并证实了该器件短路电流密度的增加。通过电流密度电压结果的比较，证明了优化镉对镉的钛对镉的厚度比的重要性。

0.5 至 1.0 微米比率和 1.25 至 0.25 微米比率的数据表明，后者的非优优器件存在显著扭结，并因此降低了光伏效率。需要记住的最重要的事情是，镉对水告诉和镉的厚度比对于可敬的器件性能至关重要，并且应该针对每个双层吸收器的厚度进行优化。按照此过程，可以在双层后沉积一个额外的材料层，以充当电子反射器。

引入该层可以最大限度地减少基于镉的器件的电压缺陷障碍。将一种镉钛合金并入双层太阳能电池不仅对太阳能电池有用，而且可用于将该合金的特性开发到其他光伏应用中。镉化合物可能很危险。

当我们使用这种化合物，当我们冲洗薄膜中的残留物时，必须戴上手套，穿上实验室外套，然后使用适当的程序处理危险废物。