Ein Abonnement von JoVE ist erforderlich, um diesen Inhalt anzuzeigen. Melden Sie sich an oder beginnen Sie noch heute mit einer kostenlosen Testphase.

Methodenartikel

Nahraumsublimations-Deposited Ultra-Thin CdSeTe/CdTe Solar cells für verbesserte Kurzschlussstromdichte und Photolumineszenz

7.8K Aufrufe

⸱

DOI:

10.3791/60937

⸱

6. März 2020

 ,  ,  , 
1Department of Physics, Colorado State University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Diese Arbeit beschreibt den kompletten Herstellungsprozess von dünnabsorbierten Cadmiumselselentellurid/Cadmiumtellurid-Photovoltaikgeräten für eine höhere Effizienz. Das Verfahren nutzt ein automatisiertes Inline-Vakuumsystem zur Nahraumsublimationsablagerung, das skalierbar ist, von der Fertigung von kleinräumigen Forschungsgeräten bis hin zu großflächigen Modulen.

Zusammenfassung

Entwicklungen in Photovoltaik-Anlagenarchitekturen sind notwendig, um Solarenergie inmitten des wachsenden globalen Energiebedarfs und des Klimawandels zu einer kostengünstigen und zuverlässigen Quelle erneuerbarer Energie zu machen. Die Dünnschicht-CdTe-Technologie hat kosten-wettbewerbsfähige und steigernde Effizienzen gezeigt, die teilweise auf schnelle Fertigungszeiten, minimalen Materialverbrauch und die Einführung einer CdSeTe-Legierung in eine Absorberschicht von 3 m zurückzuführen sind. Diese Arbeit stellt die Nahraumsublimationsfertigung von dünnen, 1,5 m CdSeTe/CdTe Bilayer-Geräten mit einem automatisierten Inline-Vakuumabscheidungssystem vor. Die dünne Zweischichtstruktur und Fertigungstechnik minimieren die Abscheidungszeit, erhöhen die Geräteeffizienz und erleichtern die zukünftige Entwicklung von Thin Absorber-basierten Gerätearchitekturen. Drei Fertigungsparameter scheinen die wirkungsvollsten für die Optimierung dünner CdSeTe/CdTe-Absorbergeräte zu sein: Substrat-Vorwärmtemperatur, CdSeTe:CdTe-Dickenverhältnis und CdCl 2-Passivierung. Für eine ordnungsgemäße Sublimation des CdSeTe muss die Substrattemperatur vor der Abscheidung 540 °C (höher als bei CdTe) betragen, wie sie durch die Verweilzeit in einer Vorwärmquelle gesteuert wird. Die Variation des Dickenverhältnisses CdSeTe:CdTe zeigt eine starke Abhängigkeit der Geräteleistung von diesem Verhältnis. Die optimalen Absorberdicken sind 0,5 'm CdSeTe/1,0 'm CdTe, und nicht optimierte Dickenverhältnisse reduzieren die Effizienz durch Rückbarriereeffekte. Dünne Absorber reagieren empfindlich auf CdCl2 PassivierungVariation; eine viel weniger aggressive CdCl2-Behandlung (im Vergleich zu dickeren Absorbern) in Bezug auf Temperatur und Zeit ergibt eine optimale Geräteleistung. Mit optimierten Fertigungsbedingungen erhöht CdSeTe/CdTe die Kurzschlussstromdichte und Photolumineszenzintensität des Geräts im Vergleich zu CdTe mit Nurabsorber. Darüber hinaus bietet ein Inline-Nahraum-Sublimationsvakuumabscheidungssystem Material- und Zeitreduzierung, Skalierbarkeit und Erreichbarkeit zukünftiger ultradünner Absorberarchitekturen.

Einleitung

Der weltweite Energiebedarf beschleunigt sich schnell, und das Jahr 2018 zeigte das schnellste( 2,3%) Wachstumsrate in den letzten zehn Jahren1. Gepaart mit dem zunehmenden Bewusstsein für die Auswirkungen des Klimawandels und der Verbrennung fossiler Brennstoffe ist die Notwendigkeit kostenwettbewerbsfähiger, sauberer und erneuerbarer Energien überdeutlich geworden. Von den vielen erneuerbaren Energiequellen zeichnet sich die Solarenergie durch ihr Gesamtpotenzial aus, da die Menge an Sonnenenergie, die die Erde erreicht, den globalen Energieverbrauch bei weitem übersteigt2.

Photovoltaik-Geräte (PV) wandeln Sonnenenergie direkt in elektrische Energie um und sind vielseitig in der Skalierbarkeit (z. B. persönliche Minimodule und netzintegrierte Solar-Arrays) und Materialtechnologien. Technologien wie Solarzellen mit mehreren und einem einzigen Knoten, einkristallklares Galliumarsenid (GaAs), haben Effizienzvon-Äh0 von 39,2 % bzw. 35,5 % bzw.3% . Die Herstellung dieser hocheffizienten Solarzellen ist jedoch kostspielig und zeitaufwändig. Polykristallines Cadmiumtellurid (CdTe) als Material für Dünnschicht-PVs ist vorteilhaft für seine kostengünstige, hochdurchsatzige Fertigung, Vielfalt der Abscheidungstechniken und günstigen Absorptionskoeffizienten. Diese Eigenschaften machen CdTe für die Großserienfertigung günstig, und Effizienzsteigerungen haben CdTe mit PV-marktbeherrschenden Silizium und fossilen Brennstoffen kostengünstig gemacht4.

Eine jüngste Weiterentwicklung, die die Steigerung der CdTe-Geräteeffizienz angetrieben hat, ist die Einbindung von Cadmiumseltellurid (CdSeTe) Legierungsmaterial in die Absorberschicht. Durch die Integration des unteren cdSeTe-Bandspalts in einen 1,5 eV-CdTe-Absorber wird der Vorderbandspalt des Bilayer-Absorbers reduziert. Dies erhöht den Photonenanteil über der Bandlücke und verbessert so die aktuelle Sammlung. Die erfolgreiche Einbindung von CdSeTe in Absorber, die 3 m oder dicker für eine erhöhte Stromdichte sind, wurde mit verschiedenen Fertigungstechniken (d.h. Nahraumsublimation, Dampftransportabscheidung und Galvanik)5,6,7demonstriert. Erhöhte Raumtemperatur Photolumineszenz-Emissionsspektroskopie (PL), zeitaufgelöste Photolumineszenz (TRPL) und Elektrolumineszenzsignale von Bilayer-Absorber-Geräten5,8 deuten darauf hin, dass neben der erhöhten Stromaufnahme der CdSeTe eine bessere Strahlungseffizienz und Minderheitstragelebensdauer zu haben scheint und ein CdSeTe/CdTe-Gerät eine größere Spannung im Vergleich zum Ideal als nur bei CdTe hat. Dies wurde weitgehend auf die Selenpassivierung von Schüttgutdefekten9zurückgeführt.

Wenig Forschung wurde über die Einbeziehung von CdSeTe in dünnere (ca. 1,5 m) CdTe-Absorber berichtet. Wir haben daher die Eigenschaften dünner, 0,5 'm CdSeTe/1,0'm CdTe Bilayer-Absorbergeräte untersucht, die durch Nahraumsublimation (CSS) hergestellt werden, um festzustellen, ob die Vorteile, die in dicken Bilayer-Absorbern zu beobachten sind, auch mit dünnen Doppelschichtabsorbern erreichbar sind. Solche CdSeTe/CdTe Absorber, die mehr als doppelt so dünn sind wie ihre dickeren Pendants, bieten eine deutliche Verringerung der Abscheidungszeit und des Materials und niedrigere Herstellungskosten. Schließlich haben sie Potenzial für zukünftige Entwicklungen in der Gerätearchitektur, die Absorberdicken von weniger als 2 m erfordern.

Die CSS-Abscheidung von Absorbern in einem einzigen automatisierten Inline-Vakuumsystem bietet viele Vorteile gegenüber anderen Fertigungsmethoden10,11. Schnellere Abscheidungsraten mit CSS-Fertigung steigern den Gerätedurchsatz und fördern größere experimentelle Datensätze. Darüber hinaus begrenzt die einzelvakuumumgebung des CSS-Systems in dieser Arbeit potenzielle Herausforderungen mit Absorberschnittstellen. Dünnschicht-PV-Geräte verfügen über viele Schnittstellen, von denen jede als Rekombinationszentrum für Elektronen und Löcher fungieren kann, wodurch die Gesamteffizienz des Geräts reduziert wird. Die Verwendung eines einzigen Vakuumsystems für die CdSeTe-, CdTe-und Cadmiumchlorid-Ablagerungen (notwendig für eine gute Absorberqualität12,13,14,15,16) kann eine bessere Schnittstelle erzeugen und Grenzflächendefekte reduzieren.

Das an der Colorado State University10 entwickelte automatisierte Inline-Vakuumsystem ist auch in seiner Skalierbarkeit und Wiederholbarkeit von Vorteil. Beispielsweise sind Abscheidungsparameter vom Benutzer festgelegt, und der Abscheidungsprozess wird so automatisiert, dass der Benutzer während der Absorberherstellung keine Anpassungen vornehmen muss. Obwohl in diesem System kleine Forschungsgeräte für kleine Flächen hergestellt werden, kann das Systemdesign für größere Flächenablagerungen skaliert werden, was eine Verbindung zwischen Experimenten im Forschungsmaßstab und der Implementierung von Modulen ermöglicht.

Dieses Protokoll stellt die Herstellungsverfahren vor, mit der 0,5-mm-CdSeTe/1,0-m CdTe-Dünnschicht-PV-Geräte hergestellt werden. Zum Vergleich: Es wird ein Satz von 1,5 'm CdTe-Geräten hergestellt. Ein- und Zweischichtabsorberstrukturen haben in allen Prozessschritten nominell identische Abscheidungsbedingungen, mit Ausnahme der CdSeTe-Abscheidung. Um zu charakterisieren, ob dünne CdSeTe/CdTe-Absorber die gleichen Vorteile behalten, die durch ihre dickeren Gegenstücke, Stromdichte-Spannung (J-V), Quanteneffizienz (QE) und PL-Messungen gezeigt werden, an den dünnen Einzel- und Zweischichtabsorbergeräten durchgeführt werden. Eine Erhöhung der Kurzschlussstromdichte (JSC), gemessen durch J-V und QE, zusätzlich zu einer Erhöhung des PL-Signals für den CdSeTe/CdTe vs. CdTe-Gerät, zeigen Sie an, dass dünne CdSeTe/CdTe-Geräte, die von CSS hergestellt werden, eine deutliche Verbesserung der aktuellen Sammlung, Materialqualität und Geräteeffizienz aufweisen.

Obwohl sich diese Arbeit auf die Vorteile konzentriert, die mit der Integration einer CdSeTe-Legierung in eine CdTe PV-Gerätestruktur verbunden sind, wird der gesamte Herstellungsprozess für CdTe- und CdSeTe/CdTe-Geräte anschließend vollständig beschrieben. Abbildung 1A,B zeigt abgeschlossene Gerätestrukturen für CdTe- bzw. CdSeTe/CdTe-Geräte, bestehend aus einem transparenten leitenden Oxid (TCO)-beschichteten Glassubstrat, einem n-Typ Magnesium Zinkoxid (MgZnO)-Emitterschicht, p-Typ CdTe oder CdSeTe/CdTe Absorber mit CdCl2-Behandlung und Kupfer-Doping-Behandlung, dünner Te-Schicht und Nickel-Rückenkontakt. Mit Ausnahme der CSS-Absorberabscheidung sind die Fertigungsbedingungen zwischen der ein- und der zweischichtigen Struktur identisch. Sofern nicht anders angegeben, wird daher jeder Schritt sowohl auf CdTe- als auch auf CdSeTe/CdTe-Strukturen ausgeführt.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Protokoll

VORSICHT: Beim Umgang mit Substraten müssen Handschuhe getragen werden, um Filmkontaminationen und Hautkontakt zu verhindern. Dieser Herstellungsprozess erfordert den Umgang mit Strukturen, die Cadmiumverbindungen enthalten; Daher sollten ein Labormantel und Handschuhe jederzeit im Labor getragen werden.

1. Substratreinigung

  1. TCO-beschichtete Glassubstrate (9,1 cm x 7,8 cm) in ein Edelstahlgestell mit ausreichendem Abstand geben, so dass Reinigungslösung und Druckluft auf jede Glasfläche aufgebracht werden können.
  2. Blasen Sie Staub von den Substraten mit einem Stickstoff-Druckluftschlauch.
  3. Legen Sie das Rack in einen Ultraschallreiniger (UC1) und füllen Sie es mit Isopropylalkohol (IPA). Lassen Sie 30 min sitzen, um Restöl und Verunreinigungen aus dem industriellen Glasschneidverfahren zu entfernen.
  4. Entleeren Sie den IPA von UC1. Der IPA kann bis zu 5x für die Erstreinigung von Substraten wiederverwendet werden.
  5. Spülen Sie die Substrate mit entionisiertem (DI) Wasser, dann füllen Sie UC1 mit DI-Wasser ca. 1 cm über dem oberen Rand der Substrate. Fügen Sie 200 ml konzentrierte Reinigungslösung gleichmäßig über die Substrate hinzu, um Restöl, Fett, Partikel oder Hartwasserflecken weiter zu entfernen.
  6. Schalten Sie mit der Hauptleistung die Ultraschallfrequenz UC1 bis 43 kHz und die 425-W-Leistung ein und lassen die Substrate 1 h sitzen.
  7. Spülen Sie einen zweiten, größeren Ultraschallreiniger (UC2) mit DI-Wasser und füllen Sie drei Viertel ihres Volumens mit DI-Wasser.
  8. Schalten Sie UC1 aus und entfernen Sie das Edelstahlgestell. Sofort beginnen, Substrate mit DI-Wasser über ein Waschbecken zu spülen.
    HINWEIS: Lassen Sie die Substrate in diesem Stadium nicht trocknen.
  9. Übertragen Sie das Edelstahl-Rack auf UC2 und füllen Sie es vollständig mit DI-Wasser, so dass die Substrate vollständig abgedeckt sind. Schalten Sie DIE Ultraschallfrequenz UC2 auf 40 kHz und die 600-W-Leistung ein und lassen Sie die Substrate 30 min sitzen.
  10. Bereiten Sie den hausgemachten IPA-Dampftrockner vor.
    1. Um sicherzustellen, dass das Ventil geschlossen ist, schließen Sie einen Gasschlauch an DenStickstoff mit extrem hoher Reinheit (UHP). Öffnen Sie den Stickstofftank und stellen Sie den Regler auf 10 psi ein. Öffnen Sie das Ventil auf Stickstofffluss und stellen Sie sich auf 100 PSIG auf dem angeschlossenen Durchflussmesser ein, und schließen Sie das Ventil dann wieder.
    2. Füllen Sie einen Kolben mit 150 ml frischem IPA und korken Sie den Kolben fest. Der Kork versiegelt die Kolbenöffnung fest und ermöglicht Stickstoff und IPA, zwei kleine Metallrohrsysteme zu durchlaufen, die in den Kork eingebettet sind. Diese verbinden sich mit einem kleinen Metallrohrsystem mit feinen Löchern, das über UC2 sitzt, so dass Stickstoff/IPA-Dampf auf den Substraten einfällt.
  11. Wenn der UC2-Spülzyklus abgeschlossen ist, schalten Sie die Hitze und UC2 aus.
  12. Öffnen Sie das Dampftrocknerventil zum Stickstoff und IPA und öffnen Sie das Ablassventil am UC2 so, dass das DI-Wasser sehr langsam herauskommt.
    HINWEIS: Das DI-Wasser muss sehr langsam abgelassen werden. Dieser Prozess ersetzt das DI-Wasser durch Stickstoff/IPA-Dampf, um zu verhindern, dass sich Wasserflecken auf den Substraten bilden. Dies sollte 1–2 h für 30.000 cm3 Wasser dauern.
  13. Wenn sie vollständig entleert sind, entfernen Sie das Rack von UC2 und schließen Sie das Dampftrocknerventil.
  14. Bewahren Sie es in einer sauberen und geschlossenen Umgebung für die zukünftige Verwendung auf.
    HINWEIS: Gereinigte Substrate können in dieser Umgebung auf unbestimmte Zeit gelassen werden, solange sie sauber bleiben. Prüfen Sie vor der weiteren Verwendung gereinigte Substrate, um sicherzustellen, dass sie den Reinigungsprozess nicht erneut durchlaufen müssen.

2. Magnesium Zinkoxid FensterSchicht Sputotterablagerung

HINWEIS: Bei diesem MgZnO-Sputter-Abscheidungsprozess wird ein unsymmetrisches Magnetron und ein 4" Durchmesser, 0,25" dickes Ziel mit einem Ziel-Zustrat-Abstand von 15 cm verwendet. Das Ziel ist 99,99% Reinheit (MgO)11(ZnO)89 prozentGewicht.

  1. Inbetriebnahme des Sputtersystems
    1. Schalten Sie die mechanische Pumpe und das Vorleinenventil ein, gefolgt von der Diffusionspumpe für die Sputterkammer. Stellen Sie sicher, dass das Zielkühlwasser eingeschaltet ist und die mechanischen Ventile zum Zielkühlwasser geöffnet sind.
    2. Schalten Sie die Lastschlosspumpe über den Schalter an der Pumpe ein.
    3. Lassen Sie die Diffusionspumpe 15 min aufwärmen.
    4. Überprüfen Sie den Kammerdruck auf dem Manometer: Wenn es unter 2,0 x 10-1 Torr ist, öffnen Sie das Diffusionspumpen-Gate-Ventil. Wenn der Druck größer als 2,0 x 10-1 Torr ist, schalten Sie das Vorleitungsventil zum Schließen und öffnen Sie das Schruppventil, bis der Druck fällt. Dann schließen Sie das Schruppventil, öffnen Sie die Vorlinie und öffnen Sie manuell das Diffusionspumpen-Gate-Ventil.
    5. Stellen Sie in der Computersoftware den Laufdruck auf 5 mTorr ein und klicken Sie auf "Gas aktivieren", wodurch der Gasstrom ermöglicht wird. Der Durchfluss sollte 19–20 sccm betragen und der Sauerstoff auf 3% des Gesamtstroms mit dem Gleichgewicht als Argon in der Software eingestellt sein.
    6. Lassen Sie die Kammer für 10 min pumpen.
    7. Prüfen Sie, ob der Grunddruck unter 1,0 x 10-5 Torr auf der Ionenanzeige liegt.
    8. Stellen Sie sicher, dass der Transferarm vollständig aus der Kammer zurückgezogen ist (schauen Sie durch das Kammeransichtsfenster, um sicherzustellen, dass sich der Probenhalter nicht in der Kammer befindet), und schalten Sie das Lastschloss-Gate-Ventil geschlossen.
    9. Stellen Sie sicher, dass der Verschluss geschlossen ist: Dies kann überprüft werden, indem Sie durch das Ansichtsfenster schauen, um zu sehen, dass er sich direkt über der Sputterkathode befindet.
    10. Stellen Sie die HF-Generatorleistung an der Stromversorgung auf 60 W ein. In der Computer-Software erhöhen Sie den Druck auf 15 mTorr für Plasmazündung, schalten Sie die HF-Einschalten, und sobald das Plasma gezündet hat, reduzieren Sie den Druck zurück auf 5 mTorr in der Software. Die reflektierte Leistung sollte 1-2 W sein. Wenn es viel höher ist, muss das RF-Match-Netzwerk optimiert werden.
    11. Das Ziel muss aufgewärmt werden, um Risse zu vermeiden: Erhöhen Sie die Leistung des HF-Stromgenerators mit einer Geschwindigkeit von 20 W/min bis zu einer Endleistung von 140 W. Die reflektierte Leistung sollte idealerweise <5% der realen Leistung betragen. Lassen Sie das Ziel vorsputtern, wenn der Verschluss 15 min geschlossen ist.
  2. MgZnO Sputterabscheidung
    1. Um die Abscheidungsrate zu kalibrieren, muss eine Zeugenprobe hergestellt werden. Verwenden Sie einen permanenten Marker, um eine Linie von 0,2 cm (Länge) auf der TCO-beschichteten Seite eines sauberen Substrats zu zeichnen.
    2. Stellen Sie sicher, dass das Lastschloss-Gate-Ventil geschlossen ist, lösen Sie dann den Ladeschloss-Türknopf und öffnen Sie ihn. Entlüften Sie das Lastschloss mit einer Vierteldrehung des UHP Stickstoffentlüftungsventils, bis sich die Lastschlosstür löst. Halten Sie das Entlüftungsventil teilweise offen, um das Lastschloss zu reinigen, während die Tür geöffnet ist.
    3. Verwenden Sie ein Handluftgebläse, um Staubpartikel vorsichtig vom sauberen TCO-beschichteten Substrat zu entfernen. Entfernen Sie jedes Substrat auf dem Probenhalter und laden Sie das saubere Substrat TCO seitlich mit einer Pinzette mit Gummispitzen. Halten Sie die Probe am Rand, um den Abscheidungsbereich zu vermeiden.
    4. Schließen und ziehen Sie die Ladeschlosstür fest. Schalten Sie die Lastverriegelungspumpe ein und schließen Sie das Stickstoffentlüftungsventil.
    5. Pumpen Sie die Lastsperre nach unten, bis das Lastsperrdruckmessgerät unter 5,0 x 10-2 Torr liest. Schalten Sie dann die Lastschlosspumpe aus und schalten Sie das Lastschlosstor (der Druck sollte nicht über 7 mTorr spitzen). Warten Sie, bis der Druck erhöht ist, und legen Sie den Transferarm manuell so ein, dass die Probe über der geschlossenen Kathode sitzt.
    6. Stellen Sie die gewünschte Abschaltzeit auf einem Timer ein und beginnen Sie mit dem Timing, wenn der Verschluss manuell geöffnet wird. Schließen Sie sofort den Verschluss, wenn der Timer ausgeht.
    7. Ziehen Sie den Transferarm manuell vollständig ein und schließen Sie das Lastschlosstor.
    8. Entfernen oder tauschen Sie das Beispiel in den folgenden Schritten 2.2.2–2.2.5 aus.
    9. Um die MgZnO-Abscheidungsrate zu erhalten, entfernen Sie den permanenten Marker aus der Zeugenprobe mit einem in Methanol getauchten Baumwoll-Applikator. Messen Sie die Dicke mit einem Profilometer17 und legen Sie nachfolgende Abscheidungszeiten für die gewünschte MgZnO-Dicke (100 nm für die in dieser Arbeit vorgestellten Proben) fest.
    10. Wiederholen Sie die Abscheidung für beliebig viele Proben.
      HINWEIS: Nach der MgZnO-Ablagerung können die Proben für einige Zeit gelagert werden. Bei der Gefahr der Oxidation, Es wird empfohlen, sie in einem Trockenhaus unter Vakuum für nicht mehr als 1 Woche für beste Ergebnisse gelagert werden.

3. Nahraum-Sublimationsablagerung und Behandlung von Absorberschichten

  1. CSS-Systemstart
    1. Stellen Sie sicher, dass 1) das System unter Vakuum ist, 2) die mechanischen und Diffusionspumpen eingeschaltet sind, 3) das Lastschloss-Gate-Ventil zur Kammer offen ist und 4) der Druck auf 40 mTorr eingestellt ist.
    2. Öffnen Sie manuell das Gasdurchflussventil (98% N2 und 2%O2) und wählen Sie "Gas aktivieren" auf der Computersoftware. Der Druck sollte sich um 40 mTorr stabilisieren.
    3. Schalten Sie den Restgasanalysator (RGA) ein, indem Sie das RGA-Ventil öffnen und sich an das Softwareprogramm anschließen. Dies ist notwendig, um Wasser-, Sauerstoff-, Stickstoff- und Wasserstoffwerte im System zu verfolgen. Diese Ebenen sind in der Regel um 4,5 x 10-9, 2,5 x 10-8, 2,3 x 10-6, und 8,0 x 10-10 Torr für jeweils.
    4. Bringen Sie die oberen und unteren Quellen des CSS-Systems auf Betriebstemperaturen im Computerprogramm. Die Höchsttemperaturen werden auf 620 °C für die Vorwärmung, 360 °C für CdTe, 420 °C für CdSe20Te80, 387 °C für CdCl2, 400 °C für Aneal und 620 °C für das Backen eingestellt. Die unteren Quelltemperaturen werden auf 620 °C für die Vorwärmung, 555 °C für CdTe, 545 °C für CdSe20Te80, 439 °C für CdCl2, 400 °C für Aneal und 620 °C für das Backen eingestellt. Diese Temperaturunterschiede fördern die Sublimation von unten nach oben, so dass Material auf die Probe sublimiert, zwischen den Quellen.
    5. Wenn die Quellen Betriebstemperaturen erreicht haben, führen Sie den Probenhalter durch das Bakeoff-Rezept: Wählen Sie in der Software "Bakeoff" in der Rezepturliste aus und klicken Sie auf "Ausführen". Dadurch wird der Transferarm automatisch so bewegt, dass der Probenhalter 480 s in der Bakeoff-Quelle verbleibt. Dadurch wird der Probenhalter erhitzt und überschüssiges Material abgebacken.
    6. Nachdem der Transferarm den Probenhalter automatisch in die Home-Position zurückzieht und das Torventil schließt, entlüftet das Lastschloss durch Öffnen des UHP Stickstoffentlüftungsventils. Öffnen Sie beim Entlüften die Ladeschlosstür und schließen Sie das Entlüftungsventil.
  2. CSS-Abscheidung und Passivierung von Absorbern
    1. Verwenden Sie ein Handluftgebläse, um Staubpartikel aus dem sauberen MgZnO/TCO-beschichteten Substrat vorsichtig zu entfernen und das Substrat auf den Probenhalter (MgZnO-Seite nach unten) zu laden.
    2. Schließen Sie die Lastschlosstür und pumpen Sie das Lastschloss herunter, indem Sie den Lastschloss-Schruppschalter einschalten.
    3. Geben Sie beim Abpumpen das gewünschte Rezept für die CSS-Abscheidung in das Computerprogramm ein. Die Rezepte, die zur Herstellung der CdTe- und CdSeTe/CdTe-Strukturen verwendet werden, unterscheiden sich in dieser Phase wie folgt.
    4. Für die CdTe-Zeugenprobe (zur Bestimmung der CdTe-Depositionsrate; erforderlich für cdTe und CdSeTe/CdTe Gerätefertigung), verwenden Sie:
      110 s in Vorwärmquelle (dies erhöht das Glas auf 480 °C, so dass CdTe richtig auf das Substrat sublimiert);
      110 s in CdTe-Quelle (diese sublimate CdTe auf dem Substrat);
      180 s in CdCl2 Quelle [die CdCl2-Abscheidung ist für eine gute CdTe-Geräteleistung notwendig (es hat sich gezeigt, dass sie Korngrenzen und baumelnde Bindungen passiviert und das Kornwachstum und die Ausrichtung im polykristallinen CdTe-Absorber12,13,14,15,16)] fördert;
      240 s in annealer Quelle (dies treibt den CdCl2 in das Absorbermaterial); Und
      300 s in Kühlquelle (dies ermöglicht es der Probe zum Entladen zu kühlen).
    5. Mit einer Rasierklinge schneiden Sie eine kleine Fläche von CdTe-Material vom Substrat ab und messen Sie die CdTe-Filmdicke mit einem Oberflächenprofilometer, um die Abscheidungsrate17zu bestimmen.
    6. Für die CdSeTe-Zeugenprobe (zur Bestimmung der CdSeTe-Depositionsrate; nur für cdSeTe/CdTe-Gerätefertigung erforderlich), verwenden Sie:
      140 s in Vorwärmquelle (dies erhöht das Glas auf 540 °C, so dass CdSeTe richtig auf das Substrat sublimiert);
      300 s in CdSeTe-Quelle (diese sublimate CdSeTe auf dem Substrat); Und
      300 s in Kühlquelle.
    7. Mit einer Rasierklinge schneiden Sie eine kleine Fläche von CdSeTe-Material vom Substrat ab und messen Sie die CdSeTe-Filmdicke mit einem Oberflächenprofilometer, um die Abscheidungsrate17zubestimmen.
    8. Für den dünnen Einzelabsorber (CdTe-Probe) verwenden Sie:
      110 s in Vorwärmquelle;
      xx s in CdTe-Quelle [die Verweilzeit hängt von der CdTe-Abscheidungsrate und der gewünschten Dicke ab (für den hier verwendeten 1,5-m-Einzel-CdTe-Absorber beträgt die Verweilzeit 60 s)];
      150 s in CdCl2-Quelle [die CdCl2-Behandlung ist abhängig von der Absorberdicke; daher sollten Experimente durchgeführt werden, um die Behandlungsbedingungen zu optimieren (die aufgeführten Verweilzeiten sind für dünne, 1,5 m Absorber18optimiert)];
      240 s in annealer Quelle; Und
      300 s in Kühlquelle.
    9. Verwenden Sie für den dünnen Bilayer-Absorber (CdSeTe/CdTe-Probe):
      140 s in Vorwärmquelle;
      xx s in cdSeTe-Quelle [wiederum hängt die Verweilzeit von der CdSeTe-Abscheidungsrate und der gewünschten Dicke ab (für die hier verwendete CdSeTe-Schicht von 0,5 m beträgt die Verweilzeit 231 s)];
      xx s in CdTe-Quelle [die Verweilzeit hängt von der gewünschten CdTe-Dicke und Abscheidungsrate ab, die aus der gemessenen Dicke der CdTe-Zeugenprobe berechnet wird (für den hier verwendeten 1,5-m-Bilayer-CdSeTe/CdTe-Absorber beträgt die Verweilzeit 50 s für eine 1,0-m-CdTe-Schicht)];
      150 s in CdCl2 Quelle;
      240 s in annealer Quelle; Und
      300 s in Kühlquelle.
    10. Wenn der Lastverriegelungsdruck unter 40 mTorr in der Computersoftware liest, öffnen Sie mit der Software das Lastschloss-Gate-Ventil und wählen Sie "Start". Das Programm führt automatisch das ausgewählte Rezept aus und kehrt nach Abschluss desKühlschritts 10in die Heimatposition zurück.
    11. Nach vollständiger Abscheidung das Entlüftungsventil der Lastverriegelung öffnen, in die Atmosphäre entlüften und die Lastschlosstür für die endige Substratkühlung öffnen. Nach 60 s sollte das Substrat kühl genug sein, um es mit einem fusselfreien Tuch aus dem Probenhalter zu entfernen.
    12. Sobald die Probe entfernt ist, schließen Sie die Lastschlosstür, pumpen Sie das Lastschloss herunter, indem Sie den Schruppschalter einschalten, und folgen Sie Schritt 3.1.5, um das Bakeoff-Rezept auszuführen. Zwischen jeder Probenabscheidung muss ein Backoff durchgeführt werden, um den Probenhalter zu reinigen.
    13. Die verarbeitete Probe sollte eine weiße trübe Schicht auf dem Film aus der CdCl2-Behandlung haben. Nehmen Sie ein Bild des Films auf, um das Dunstmuster zu beachten. Wenn es wenig oder kein sichtbares Material aus der CdCl2-Behandlung gibt, muss diese Behandlung wahrscheinlich optimiert werden.
    14. Spülen Sie das überschüssige CdCl2-Material aus dem Film in ein abgestuftes Becherglas mit DI-Wasser und trocknen Sie den Film mit komprimiertem Argon.
      VORSICHT: Diese CdCl2 Spülung sollte in einem geschlossenen Gehäuse durchgeführt werden. Nach Fertigstellung das Wassergemisch CdCl2/DI im eigentlichen Sondermüllbehälter entsorgen.
      HINWEIS: Nach der CSS-Abscheidung können die Proben für einige Zeit gelagert werden, aber es wird empfohlen, sie in einem Trockenhaus unter Vakuum für nicht mehr als 1 Woche für beste Ergebnisse zu lagern. Ein Schaltplan des automatisierten Inline-CSS-Abscheidungssystems ist in Abbildung 2dargestellt.

4. Nahraumsublimation Kupferbehandlung

  1. CSS-Systemstart
    1. Stellen Sie sicher, dass die mechanischen und Diffusionspumpen eingeschaltet sind.
    2. Öffnen Sie das Prozessgasventil und stellen Sie den Gasstromregler manuell ein, bis der Betriebsdruck von 40 mTorr auf dem Manometer angezeigt wird.
    3. Legen Sie die CSS-Quellen manuell mithilfe von PID-Controllern (Proportional-Integral-Derivative) fest und schalten Sie sie ein. Die in diesem Experiment verwendeten Höchsttemperaturen sind 330 °C für die Vorwärmequelle, 170 °C für die CuCl-Quelle und 200 °C für die Nealquelle. Die Tiefsttemperaturen liegen bei 330 °C für die Vorwärmequelle, 190 °C für die CuCl-Quelle und 200 °C für die Nealquelle.
    4. Schalten Sie das Diffusionspumpenventil und schließen Sie das Lastschloss-Gate-Ventil manuell.
  2. CuCl-Behandlung auf Absorberstrukturen
    1. Wenn die Quellen betriebstemperatur erreicht sind, kann die Probe auf den Probenhalter geladen werden:
      1. Lösen Sie den Knopf für die Ladeschlosstür.
      2. Entlüften Sie das Lastschloss mit einer Vierteldrehung des UHP Stickstoffentlüftungsventils.
      3. Öffnen Sie die Ladeschlosstür und entfernen Sie mit einem Handluftgebläse vorsichtig Staubpartikel aus der Probe. Legen Sie die Probenfilmseite mit einer Pinzette mit Gummispitzen auf den Probenhalter, wobei Sie die Probe am Rand halten, um den Abscheidungsbereich zu vermeiden.
      4. Schließen Sie das Entlüftungsventil, und schließen Und ziehen Sie die Ladeschlosstür fest.
      5. Öffnen Sie die Lastschlosspumpe manuell und lassen Sie die Lastschlosspumpe unter dem Überlaufdruck (40 mTorr) ab.
    2. Wenn der Frequenzumlaufdruck erreicht ist, schließen Sie die Lastschlosspumpe manuell und öffnen Sie manuell das Lastschloss-Gate-Ventil.
    3. Bewegen Sie den Transferarm manuell sequenziell in die Vorwärm-, CuCl- und Nealpositionen. Für die Verweilzeit in jeder Position wird ein Timer verwendet. Für die beschriebenen Proben betragen die Verweilzeiten 75 s, 5 s und 250 s für die Vorwärm-, CuCl- und Nealquellen.
    4. Nach dem Glühschritt den Transferarm manuell wieder in die Heimatposition bringen und das Lastschloss-Gate-Ventil schließen.
    5. Folgen Sie Schritt 4.2.1, um Beispiele auszutauschen.
      HINWEIS: Beim Entladen einer vorherigen Probe ist es wahrscheinlich immer noch heiß. Entfernen Sie die Probe mit einer Pinzette mit Gummispitzen und lassen Sie sie abkühlen (Filmseite nach oben) auf einem Metallblock. Nach der Cu-Behandlung können die Proben für einige Zeit gelagert werden, aber es wird empfohlen, sie in einem Trockenhaus unter Vakuum für nicht mehr als 1 Woche für beste Ergebnisse gelagert werden.

5. Verdunstungsablagerung von dünnem Tellur

  1. Schalten Sie die mechanische Pumpe, das Vorleinenventil und die Diffusionspumpe mithilfe von Schaltern am Verdampfersystem ein. Lassen Sie die Diffusionspumpe für 20 min aufwärmen.
  2. Entlüften und öffnen Sie die Kammer, indem Sie das Stickstoffentlüftungsventil öffnen und die Verdampferkammer anheben. Laden Sie den Te in das mit Aluminiumoxid beschichtete Molybdänboot. Bewegen Sie die Verdampferkammer wieder an Ort und Stelle, nachdem das Material geladen wurde.
  3. Geben Sie die richtigen Einstellungen für die Te-Deposition von einem aluminiumoxidbeschichteten Molybdänboot im Quarzkristallmonitor (QCM) ein (Dichte = 6,25 g/cm3 und akustische Impedanz = 9,81 g/cm2s).
  4. Öffnen Sie die Kammeroberseite, um auf den Probenhalter zuzugreifen. Verwenden Sie ein Handluftgebläse, um Staubpartikel vorsichtig aus der Probe zu entfernen. Legen Sie die Probenfilmseite auf den Probenhalter und schließen Sie die Kammeroberseite.
  5. Bewegen Sie den Hebel manuell in die Schruppposition; sowohl die Schrupp- als auch die Kammerdruckauslesungen sollten zu sinken beginnen. Lassen Sie den Druck unter 10 mTorr fallen.
  6. Drehen Sie das Vorderleitungsventil wieder in die Vorderlinie. Warten Sie 30 s, bis eine momentane Druckspitze gelöst wird, und öffnen Sie dann das Hochvakuumventil. Wenn der Kammerdruckleser ausgestiegen ist, ist der richtige Abscheidungsdruck von 1,0 x 10-5 Torr erreicht.
  7. Schalten Sie den Netzschalter ein, öffnen Sie den Verschluss, und schalten Sie die Stromsteuerung ein, um mit der Abscheidung zu beginnen. Der optimale Strombetriebsbereich beträgt 90–100 Wechselstrom-Ampere, so dass die Abscheidungsrate 5–10 x/s beträgt. Die Abscheidungsrate, die auf der QCM-Anzeige angezeigt wird, kann sich schnell ändern; Daher muss der Strom während der Ablagerung kontinuierlich angepasst werden, um die Rate zwischen 5–10 °/s beizubehalten.
  8. Wenn das QCM die gewünschte Te-Dicke (40 nm für die hier verwendeten Proben) anzeigt, drehen Sie den Strom schnell und gleichzeitig auf Null, schalten Sie den Netzschalter aus und schließen Sie den Verschluss.
  9. Schließen Sie das Hochvakuumventil, öffnen Sie das Stickstoffentlüftungsventil, und entfernen Sie die Probe aus dem Probenhalter. Wiederholen Sie die Schritte 5.4–5.8 für die Abscheidung auf zusätzliche Proben.
    HINWEIS: Nach der Te-Abscheidung können die Proben für einige Zeit gelagert werden, aber es wird empfohlen, sie in einem Trockenhaus unter Vakuum für nicht mehr als 1 Woche für beste Ergebnisse zu lagern.

6. Nickel-Rückenkontakt-Anwendung

VORSICHT: Aufgrund der Dämpfe der Ni-Farbe und des Methylethylketons (MEK) wird während dieses Vorgangs immer ein Deckenventilator betrieben, um Luft zu fahren.

  1. Montieren Sie die Proben (Filmseite nach vorne gerichtet) auf ein vertikales Befestigungsregal.
  2. Stellen Sie sicher, dass die Ni Applikatorpistole durchgehend sauber ist. Wenn nicht, reinigen Sie es mit MEK.
  3. Der Rückenkontakt ist eine Mischung aus leitfähiger Ni-Farbe und Verdünner im Verhältnis 2:1. Schütteln Sie vor dem Auftragen der Farbe die Rückkontaktlösung, um eine vollständige Vermischung zu gewährleisten.
  4. Gießen Sie die Ni-Rückkontaktlösung in die Applikatorpistole und schalten Sie den angeschlossenen Luftkompressorschlauch ein. Sprühen Sie ein Prüfstück (d. h. Pappe), um sicherzustellen, dass die Farbe gleichmäßig aufgebracht wird. Wenn es einheitlich ist, wenden Sie den Rückenkontakt auf die Proben an, indem Sie die Lösung mit einer langsamen seitlichen Bewegung über den Probensatz sprühen. Lassen Sie den Rückenkontakt leicht trocknen und gelten Sie so oft, wie für eine vollständige Abdeckung erforderlich ist (in der Regel funktionieren fünf Durchgänge gut).
    HINWEIS: Die Ni-Lösung kann die Applikatorpistole trocknen und verstopfen; Daher ist es wichtig, nicht mehr als 60 s zwischen den Sprühsätzen zu warten, um einen Entverstopfungsprozess während der Rückkontaktanwendung zu vermeiden.
  5. Schalten Sie den Luftkompressor aus und lassen Sie den Rückenkontakt mindestens 1 h trocknen.

7. Abgrenzung in 25 Kleinflächengeräte

HINWEIS: Um die Dünnschichtstruktur in elektrisch kontaktfähige Geräte zu verschließen, muss der Filmstapel in kleine Flächengeräte abgegrenzt werden, sodass der TCO-Frontkontakt und der Ni-Rückenkontakt elektrisch zugänglich sind. Dies geschieht mit einer Metallmaske mit mechanischer Entfernung des Halbleiters.

  1. Legen Sie eine Probe in die Metallmaske.
  2. Legen Sie die maskierte Probe in den Handschuhkasten und verwenden Sie einen Siphonschlauch, tragen Sie das Glas, Perlenmedien auf die unmaskierten Teile der Probe auf. Die richtige Materialentfernung wird erreicht, wenn die Maskenfenster fast transparent werden.
  3. Wiederholen Sie diesen Vorgang mit der zweiten Maske, sodass nach Abschluss der Abgrenzung 25 kleine quadratische Flächengeräte in einem 5 x 5-Muster auf der Probe angezeigt werden. Die fertigen Bereiche sind 0,6 cm2cm.
  4. Reinigen Sie die Filmseite der Proben mit einem in DI-Wasser getauchten Applikator mit Baumwolle.
  5. Um den seitlichen Widerstand bei elektrischen Messungen der fertigen Geräte zu minimieren, löten Sie ein Gittermuster zwischen den Geräten mit einem Indiumlöt.
    HINWEIS: Die fertigen Gerätestrukturen sind in Abbildung 1A und Abbildung 1B für die Absorbergeräte CdTe und CdSeTe/CdTe angegeben.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Ergebnisse

Die Zugabe von CdSeTe zu einem dünnen CdTe-Absorber verbessert die Geräteeffizienz durch überlegene Absorbermaterialqualität und höhere Kurzschlussstromdichte (JSC). Abbildung 3A und Abbildung 3B, (angepasst von Bothwell et al.8) zeigen PL bzw. TRPL für die einzelnen CdTe-Absorber- und CdSeTe/CdTe-Bilayer-Absorbergeräte. Sowohl PL- als auch TRPL-Messungen zeigen deutlich eine verbesserte Photolumineszenz mit dem CdSeTe/CdTe Bil...

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Diskussion

Dünne Zweischicht-CdSeTe/CdTe-Photovoltaikgeräte weisen aufgrund einer besseren Materialqualität und einer erhöhten Stromsammlung eine Effizienzsteigerung im Vergleich zu ihren CdTe-Pendants auf. Solche verbesserten Effizienzen wurden in Doppelschichtabsorbern von mehr als 3 m5,7, nachgewiesen, und jetzt mit optimierten Fertigungsbedingungen wurde gezeigt, dass erhöhte Effizienzen auch für dünnere, 1,5-m-Bilayer-Absorber erreichbar sind.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Offenlegungen

Die Autoren haben nichts zu verraten.

Danksagungen

Die Autoren danken Professor W.S. Sampath für die Verwendung seiner Abscheidungssysteme, Kevan Cameron für die Systemunterstützung, Dr. Amit Munshi für seine Arbeit mit dickeren Zweischichtzellen und ergänzenden Aufnahmen des inline automatisierten CSS-Vakuumabscheidungssystems und Dr. Darius Kuciauskas für Unterstützung bei TRPL-Messungen. Dieses Material basiert auf Arbeiten, die vom Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE) des US-Energieministeriums im Rahmen der VereinbarungSnummer DE-EE0007543 des US-Energieministeriums unterstützt werden.

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
Alpha Step Surface ProfilometerTencor Instruments10-00020Instrument zur Messung der Schichtdicke
CdCl2 Material5N PlusN/AMaterial für die Absorberpassivierungsbehandlung
CdSeTe Halbleitermaterial5N PlusN/AP-Typ Halbleitermaterial für Absorberschicht
CdTe Halbleitermaterial5N PlusN/AP-Typ Halbleitermaterial für Absorberschicht
CESAR RF Power GeneratorAdvanced Energy61300050Stromgenerator für MgZnO Sputterabscheidung
CuCl MaterialSigma AldrichN/AMaterial für Absorberdotierung
Delineation MaterialKramer Industries Inc.Melamin Typ 3 60-80 MeshKunststoff-Sickenmaterial für die Filmabgrenzung
Glovebox EnclosureVaniman Manufacturing Co.Problast 3Glovebox-Gehäuse für die Filmabgrenzung
Gold CrystalKurt J. Lesker CompanyKJLCRYSTAL6-G10Crystal für die Überwachung der T-Verdampfungsdicke
HVLP und Standard Gravity Feed Spray Gun KitHuskyHDK00600SGApplicator Sprühpistole für die Anwendung von Ni-Farben mit Rückkontakt
MgZnO Sputter TargetPlasmaterials, Inc.PLA285287489N-Typ Emitterschichtmaterial
Micro 90 GlasreinigungslösungCole-ParmerEW-18100-05Lösung für die Erstreinigung von Glas
NSG Tec10 SubstratePilkingtonN/ATransparentes leitendes Oxidglas für den vorderen elektrischen Kontakt
Super Shield Ni Leitfähige BeschichtungMG Chemicals841AR-3.78LLeitfähige Farbe für die hintere Kontaktschicht
Te MaterialSigma AldrichMKBZ5843VMaterial für die hintere Kontaktschicht
DickenmonitorR.D. Mathis CompanyTM-100Instrument zur Programmierung und Überwachung der T-Verdampfungsbedingungen
Verdünner 1MG Chemikalien4351-1LFarbverdünner zum Mischen mit Ni für die hintere Kontaktschicht
Ultraschallreiniger 1L & R ElectronicsQ28OHUltraschallreiniger 1 für die Glasreinigung
Ultraschallreiniger 2Ultraschallreiniger100SUltraschallreiniger 2 für die Glasreinigung
UV/VIS Lambda 2 SpektrometerPerkinElmer166351Spektrometer für Transmissionsmessungen auf CdSeTe-Folien

Referenzen

  1. Global energy demand rose by 2.3% in 2018, its fastest pace in the last decade. , Available from: https://www.iea.org/newsroom/news/2019/march/global-energy-demand-rose-by-23-in-2018-its-fastest-pace-in-the-last-decade.html (2019).
  2. Morton, O. Solar energy: A new day dawning?: Silicon valley sunrise. Nature. 443 (7107), 19-22 (2006).
  3. Best research-cell efficiency chart. , Available from: https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html (2019).
  4. First Solar. First Solar sustainability report. , Available from: http://www.firstsolar.com/-/media/First-Solar/Sustainability-Documents/FirstSolar_SustainabilityReport_Web_2018.ashx (2018).
  5. Munshi, A., et al. Polycrystalline CdSeTe/CdTe absorber cells with 28 mA/cm2 short-circuit current. IEEE Journal of Photovoltaics. 8 (1), 310-314 (2018).
  6. Metzger, W. K., et al. Exceeding 20% efficiency with in situ group V doping in polycrystalline CdTe solar cells. Nature Energy. 4, 837-845 (2019).
  7. Hsiao, K. J. Electroplated CdTe solar technology at Reel Solar. Proceedings of 46thIEEE PVSC. , Chicago, IL. (2019).
  8. Bothwell, A. M., Drayton, J. A., Jundt, P. M., Sites, J. R. Characterization of thin CdTe solar cells with a CdSeTe front layer. MRS Advances. 4 (37), 2053-2062 (2019).
  9. Fiducia, T. A. M., et al. Understanding the role of selenium in defect passivation for highly efficient selenium-alloyed cadmium telluride solar cells. Nature Energy. 4, 504-511 (2019).
  10. Swanson, D. E., et al. Single vacuum chamber with multiple close space sublimation sources to fabricate CdTe solar cells. Journal of Vacuum Science and Technology A. 34, 021202(2016).
  11. McCandless, B. E., Sites, J. R. Cadmium telluride solar cells. Handbook of Photovoltaic Science and Engineering. Luque, A., Hegedus, S. , John Wiley & Sons Ltd. West Sussex, England. 617-662 (2003).
  12. Abbas, A., et al. Cadmium chloride assisted re-crystallization of CdTe: the effect of annealing over-treatment. Proceedings of 40th IEEE PVSC. , Denver, CO. (2014).
  13. Munshi, A., et al. Effect of varying process parameters on CdTe thin film device performance and its relationship to film microstructure. Proceedings of 40th IEEE PVSC. , Denver, CO. (2014).
  14. Metzger, W. K., et al. Time-resolved photoluminescence studies of CdTe solar cells. Journal of Applied Physics. 94 (5), 3549-3555 (2003).
  15. Moseley, J., et al. Luminescence methodology to determine grain-boundary, grain-interior, and surface recombination in thin film solar cells. Journal of Applied Physics. 124, 113104(2018).
  16. Amarasinghe, M., et al. Obtaining large columnar CdTe grains and long lifetime on nanocrystalline CdSe, MgZnO, or CdS layers. Advanced Energy Materials. 8, 1702666(2018).
  17. Tencor Instruments. Alpha-Step 100 User's Manual. , Tencor Instruments. Mountain View, CA. (1984).
  18. Wojtowicz, A., Huss, A. M., Drayton, J. A., Sites, J. R. Effects of CdCl2 passivation on thin CdTe absorbers fabricated by close-space sublimation. Proceedings of 44th IEEE PVSC. , Washington D.C. (2017).
  19. Kirchartz, T., Ding, K., Rau, U. Fundamental electrical characterization of thin film solar cells. Advanced Characterization Techniques for Thin Film Solar Cells. Abou-Ras, D., Kirchartz, T., Rau, U. , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. Weinheim, Germany. 47(2011).
  20. Swanson, D. E., Sites, J. R., Sampath, W. S. Co-sublimation of CdSexTe1-x layers for CdTe solar cells. Solar Energy Materials & Solar Cells. 159, 389-394 (2017).
  21. McCandless, B. E., et al. Overcoming Carrier Concentration Limits in Polycrystalline CdTe Thin Films with In Situ Doping. Scientific Reports. 8, 14519(2018).
  22. Romeo, N., Bossio, A., Rosa, G. The back contact in CdTe/CdS thin film solar cells. Proceedings ISES Solar World Congress 2017. , Abu Dhabi, UAE. (2017).
  23. Munshi, A. H., et al. Doping CdSexTe1-x/CdTe graded absorber films with arsenic for thin film photovoltaics. Proceedings of 46th IEEE PVSC. , Chicago, IL. (2019).
  24. Danielson, A. Doping CdTe Absorber Cells using Group V Elements. Proceedings of WCPEC-7. , Waikoloa, HI. (2018).
  25. Hsiao, K. J. Electron Reflector Strategy for CdTe Thin film Solar Cells. , Colorado State University. Doctoral dissertation (2010).
  26. Swanson, D. E., et al. Incorporation of Cd1-xMgxTe as an electron reflector for cadmium telluride photovoltaic cells. Proceedings of MRS Spring Meeting and Exhibit. , San Francisco, CA. (2015).
  27. Wendt, R., Fischer, A., Grecu, D., Compaan, A. D. Improvement of CdTe solar cell performance with discharge control during film deposition by magnetron sputtering. Journal of Applied Physics. 84 (5), 2920-2925 (1998).
  28. Sudharsanan, R., Rohatgi, A. Investigation of metalorganic chemical vapor deposition grown CdTe/CdS solar cells. Solar Cells. 31 (2), 143-150 (1991).

Zugriff eingeschränkt. Bitte melden Sie sich an oder starten Sie eine Testversion, um diesen Inhalt anzuzeigen.

Nachdrucke und Genehmigungen

Tags

Ultradünner AbsorberSubstratvorheiztemperaturCdSeTe:CdTe-DickenverhältnisCdCl2-PassivierungPhotolumineszenzintensitätautomatisierte In-Line-AbscheidungDünnschichtfertigung
Nahraumsublimations-Deposited Ultra-Thin CdSeTe/CdTe Solar cells für verbesserte Kurzschlussstromdichte und Photolumineszenz
Kontaktieren Sie uns
Der Bibliothek empfehlen

Datenschutz

Nutzungsbedingungen

Richtlinien

Urheberrecht © 2026 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten.