Article de méthode

Faire Enregistrez-efficacité SnS cellules solaires par évaporation thermique et Atomic Layer Deposition

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DOI :

10.3791/52705

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22 mai 2015

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1Department of Mechanical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, 2Laboratory for Manufacturing and Productivity, Massachusetts Institute of Technology, 3School of Engineering and Applied Sciences, Harvard University, 4Department of Materials Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology, 5Department of Chemistry & Chemical Biology, Harvard University

Dans cet article

Résumé

Le sulfure d’étain (SnS) est un matériau candidat pour les cellules solaires non toxiques abondantes sur Terre. Ici, nous démontrons le processus de fabrication des cellules solaires SnS en utilisant le dépôt de couche atomique, qui donne un rendement de conversion de puissance certifié de 4,36 %, et l’évaporation thermique qui donne un rendement de 3,88 %.

Résumé

Le sulfure d'étain (SnS) est un matériau absorbeur d'candidat pour des cellules solaires Terre-abondantes, non-toxiques. SnS offre un contrôle de phase facile et une croissance rapide par évaporation thermique congruent, et il absorbe fortement la lumière visible. Cependant, pendant longtemps le record de conversion de puissance efficacité des cellules solaires SnS est resté en dessous de 2%. Récemment, nous avons démontré l'efficacité de nouveaux records certifiés de 4,36% à l'aide de SnS déposés par dépôt de couches atomiques, et 3,88% en utilisant l'évaporation thermique. Voici la procédure de fabrication de ces cellules solaires records est décrite, et la distribution statistique du processus de fabrication est rapporté. L'écart-type de l'efficacité mesurée sur un seul substrat est typiquement supérieure à 0,5%. Toutes les étapes y compris la sélection et le nettoyage substrat, Mo pulvérisation cathodique pour le contact arrière (cathode), le dépôt SnS, le recuit, la passivation de surface, Zn (O, S) Sélection de la couche tampon et le dépôt, conducteur transparent (anode) dépôt, et la métallisation sont décrits. Sur chaque substrat nous fabriquons 11 appareils individuels, chacun avec zone active de 0,25 cm 2. En outre, un système pour les mesures à haut débit de courbes courant-tension sous la lumière solaire simulée, et la mesure du rendement quantique externe de partialité de lumière variable est décrite. Avec ce système, nous sommes capables de mesurer des ensembles de données complètes sur l'ensemble des 11 appareils de manière automatisée et en un temps minimal. Ces résultats illustrent la valeur d'étudier de grandes séries d'échantillons, plutôt que de se concentrer étroitement sur les appareils les plus performants. Grands ensembles de données nous aident à distinguer et à remédier à des mécanismes de perte individuelles affectant nos appareils.

Introduction

Photovoltaïque en couches minces (PV) continuent de susciter l'intérêt et l'activité de recherche significative. Cependant, l'économie de marché de PV se déplacent rapidement et de développer un succès commercial PV en couches minces est devenu une perspective plus difficile. avantages de coût de fabrication plus de technologies à base de gaufrette ne peuvent plus être pris pour acquis, et améliorer à la fois l'efficacité et le coût doivent être recherchées sur un pied d'égalité. 1,2 À la lumière de cette réalité, nous avons choisi de développer SnS comme un matériau absorbant pour PV mince film. SnS présente des avantages pratiques intrinsèques qui pourraient se traduire par un faible coût de fabrication. Si des rendements élevés peuvent être démontrés, il pourrait être considéré comme un remplacement de drop-in pour CdTe commerciale film mince PV. Ici, le procédé de fabrication des cellules solaires fiche SnS récemment rapportés est démontrée. Nous nous concentrons sur les aspects pratiques tels que le choix du substrat, des conditions de dépôt, mise en page de l'appareil, et les protocoles de mesure.

SnS est composé d'éléments non toxiques, Terre-abondants et bon marché (étain et de soufre). SnS est un semi-conducteur solide (nom de minéral Herzenbergite) inerte et insoluble avec une bande interdite indirecte de 1,1 eV, l'absorption de la lumière forte pour les photons avec une énergie supérieure à 1,4 eV (α> 10 4 cm -1), et intrinsèque conductivité p de type avec une concentration de support dans la gamme 15 octobre-17 octobre cm -3 3 - 7. Surtout, SnS évapore congruente et est en phase stable jusqu'à 600 ° C 8,9 Cela signifie que SnS peut être déposé par évaporation thermique (TE) et sa haute. cousine -speed, la sublimation de l'espace fermé (CSS), comme il est employé dans la fabrication de cellules solaires au CdTe. Cela signifie également que SnS contrôle de phase est beaucoup plus simple que la plupart des matériaux films photovoltaïques minces, y compris notamment Cu (In, Ga) (S, Se) 2 (CIGS) et Cu 2 ZnSnS 4 (CZTS). Par conséquent, des cellules efficacité se présente comme le principal obstacle à la commercialisation de SnS PV, et SNS pourrait être considéré comme un remplacement de la halte-accueil pour CdTe fois des rendements élevés sont démontrés à l'échelle du laboratoire. Cependant cette barrière de l'efficacité ne peut être surestimée. Nous estimons que l'efficacité d'enregistrement doit augmenter par un facteur de quatre, à partir de ~ 4% à environ 15%, afin de stimuler le développement commercial. Le développement d'une croissance SnS que solution de remplacement pour CdTe exigera également de SnS haute qualité des films minces par CSS, et le développement d'un matériau de type n partenaire sur lequel on peut cultiver SnS directement.

Ci-dessous est décrite la procédure étape par étape pour la fabrication de disques SnS cellules solaires en utilisant deux techniques de dépôt différentes, dépôt de couches atomiques (ALD) et TE. ALD est une méthode de croissance lente, mais à ce jour a donné les dispositifs d'efficacité les plus élevés. TE est plus rapide et industriellement évolutive, mais accuse ALD dans l'efficacité. En plus des différentes méthodes de dépôt SNS, le TEet des cellules solaires ALD diffèrent légèrement dans le recuit, la passivation de surface et les étapes de métallisation. Les étapes de fabrication du dispositif sont énumérés sur la figure 1.

Après avoir décrit la procédure, les résultats des tests pour les dispositifs de disques certifiés et les échantillons connexes sont présentés. Les résultats records ont été rapportés précédemment. Ici, l'accent est sur la diffusion des résultats d'un essai typique de traitement.

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Protocole

1. Substrat Sélection et coupe

  1. Achat poli tranches de Si avec un oxyde thermique d'épaisseur. Pour les appareils rapportés ici, utiliser 500 um d'épaisseur des plaquettes avec une nm 300 ou oxyde thermique plus épaisse. Les critères de sélection de substrat sont discutés dans la section Discussion.
  2. manteau de Spin le côté poli de la plaquette avec une résine positive typique (SPR 700 ou PMMA A. 495) et cuisson douce (30 sec à 100 ° C).
    Note: Ceci est une couche de protection pour éviter d'endommager ou de contamination lors de l'étape de coupe ultérieure.
  3. Utilisez une scie de la filière pour couper la tranche en 1 "x 1" (25,4 x 25,4 mm 2) substrats carrés.

2. Substrat nettoyage

  1. Éliminer les particules et autres résidus qui résultent de l'étape de découpage à l'aide d'un pistolet à azote comprimé, suivi par un bain à ultrasons en (DI) de l'eau désionisée pendant 5 minutes à 45 - 60 ° C.
  2. Retirer la couche de résine photosensible avec un ba ultrasonse dans de l'acétone pendant 5 min à 45 - 60 ° C.
  3. Nettoyer le substrat exposé avec 3 salles de bains ultrasonores ultérieures, tous les pendant 5 min à 45 - 60 ° C: l'acétone, l'éthanol et l'alcool isopropylique. Terminer par séchage avec un pistolet à azote comprimé, tandis que les substrats restent dans le support de quartz.

3. Mo de pulvérisation

  1. Chargez les propres Si / SiO 2 substrats dans un système de pulvérisation sous vide poussé. Assurez-vous que la plaque de substrat est chauffé et la rotation du substrat est activé. Pour les appareils présentés ici, le processus dans un système commercial avec des pistolets à magnétron inclinés avec 2 "cibles et une distance de jet d'environ 4".
  2. Déposer la première couche (la couche d'adhérence) à relativement haute pression de fond tels que 10 mTorr de Ar. Pour les appareils présentés ici, le processus avec une puissance de pulvérisation de 180 W (DC), ce qui donne un taux de 2,6 Å / sec croissance, et une première couche de Mo qui est épaisse de 360 ​​nm.
  3. Déposez la secondecouche (la couche conductrice) à une pression relativement basse de fond tels que 2 mTorr de Ar. Utilisez la même puissance de pulvérisation que la première couche (180 W) et déposer la même épaisseur.
    Remarque: Les dispositifs présentés ici avaient une seconde couche qui a été lu à 360 nm d'épaisseur, identique à la première couche.
  4. Après Mo dépôt, stocker les substrats sous vide jusqu'à ce que l'étape de dépôt SnS.

4. SnS dépôt

Remarque: La technique de dépôt ALD est décrit dans la sous-section 4.1, et le dépôt TE est décrite dans la sous-section 4.2. Le système de dépôt ALD est représenté sur la figure 2, et un système de dépôt TE est représenté sur la Figure 3.

  1. SnS de dépôt par ALD
    1. Avant de charger dans le réacteur, mis substrats Mo dans un nettoyeur d'ozone UV pendant 5 min pour éliminer les particules organiques. Ensuite, placer les substrats sur le support de substrat et l'insérer dans la zone de dépôt.
    2. Stabiliser la tempe du fourrature à 200 ° C avant de commencer dépôt.
    3. SnS croître des films minces à partir de la réaction de bis (N, N '-diisopropylacetamidinato) -tin (II) [Sn (MEC (N -iPr) 2) 2, désigné ici en tant que Sn (DMLA) 2] et de l'hydrogène sulfuré (H 2 S) 4.
      1. Gardez le Sn (amd) 2 précurseur à une température constante de 95 ° C. Utilisation de N 2 gazeux pur à aider la distribution de Sn (DMLA) 2 en phase vapeur à partir du récipient dans le four à la zone de dépôt. Au cours de chaque cycle de ALD, approvisionnement trois doses de Sn (amd) 2 précurseur pour l'exposition totale de 1,1 Torr seconde.
      2. Utilisation d'un mélange gazeux de 4% de H 2 S en N 2 en tant que source de soufre. Veiller à ce que l'exposition à la vapeur de sulfure d'hydrogène est de 1,5 Torr seconde par dose. Assurez-vous que la pression partielle de H 2 S et la pression totale de l'H 2 S en N 2 sont 0,76 Torr et 19 Torr, respectivement.
    4. Set til temps de pompage entre la dose de précurseur Sn et dose H 2 S soit seulement 1 sec (courte par rapport à la plupart des autres procédures d'ALD conventionnels) afin d'accélérer le dépôt.
      Remarque: Parce que le précurseur Sn est pas complètement éliminé par ce temps de pompage à court, certains précurseur Sn résiduelle reste lorsque le H 2 S arrive. Ainsi, le processus pourrait être décrit comme un procédé CVD pulsé. Le taux d'un film SnS de croissance est de 0,33 Å / cycle, ou 0,04 Å / sec.
  2. SnS de dépôt par TE
    1. Assurez-vous que la pression de la chambre de traitement est de 2 x 10 -7 torr ou moins. substrats de charge dans la chambre à travers la serrure de charge. Tenez les substrats à la plaque soit avec un seul clip, ou avec un support de substrat personnalisé avec des poches de taille appropriée qui est vissée à la plaque de substrat.
    2. Rampe de la source et des radiateurs de substrat à leurs consignes. Pour le dispositif rapporté ici la température du substrat est de 240 ° C et le taux de croissance est une7; / sec; pour atteindre ce taux de croissance régler la température de la source dans la gamme de 550 à 610 ° C (la source requise température augmente avec le temps pour un seul chargement de poudre source). L'épaisseur de film cible est 1000 nm.
    3. Mesurer le taux de dépôt en utilisant le moniteur de cristal de quartz (QCM) avant et après le dépôt d'un film SnS en déplaçant le bras QCM dans la chambre de processus. Pour cette mesure, le substrat est augmentée de sorte que le QCM peut être déplacé dans la position de croissance du substrat.
      Note: Le taux de dépôt reste assez constant tout au long d'un temps de dépôt de 3 h (± 0,05 Å / écart de sec).
    4. Après le dépôt, transférer les échantillons de nouveau dans la serrure de la charge avant de la ventilation à l'air. Transporter rapidement les échantillons à travers l'air dans le stockage soit dans le vide ou dans une atmosphère inerte boîte à gants avant la prochaine étape de traitement.
      Remarque: Le temps d'exposition involontaire de l'air typique est d'environ 3 min. La durée de conservation typique est comprise entre un jour et aweek.

5. SnS recuit

Remarque: Cette étape est effectuée de façon légèrement différente pour les cellules solaires ALD et TE. La procédure de recuit pour les cellules solaires ALD est décrit dans la sous-section 5.1, et la procédure pour les cellules solaires TE est décrite dans la sous-section 5.2. Le but de recuit est discuté dans la section Discussion.

  1. Recuire les films SnS ALD cultivés en gaz H 2 S.
    Remarque: Cette étape est réalisée dans le même système utilisé pour la croissance des ALD.
    1. Utiliser pur H 2 S gazeux (99,5%) à un débit de 40 sccm et la pression de 10 Torr écoulement.
    2. Chauffer le film SnS à une température de 400 ° C et maintenir pendant 1 heure dans l'environnement H 2 S du gaz. Assurez-vous que le gaz circule à travers l'ensemble du processus, y compris la température montée en puissance et en bas.
  2. Recuire les films SnS TE-cultivés dans le gaz de H 2. Effectuez cette étape dans un four à tube dédié.
    1. e de chargee échantillons sur une plaque de quartz propre et glisser dans la région de la zone chaude du four.
    2. Après que le four est fermé, purge trois fois avec du N2 pur et permettre à la pompe jusqu'à la pression de base.
    3. Établir un flux de gaz à 100 sccm de 4% H 2 S à 28 Torr.
    4. Rampe de la température à 400 ° C pendant 10 min. Tenir à 400 ° C pendant 1 h, puis laisser les échantillons refroidir sans aide dans la chaude-zone. Maintenir H 2 flux de gaz de S constante et pression jusqu'à ce que les échantillons au frais en dessous de 60 ° C. Retirer les échantillons et soit procéder immédiatement à l'étape suivante, ou de les placer dans le stockage dans une boîte à gants de gaz inerte.

6. SnS passivation de surface avec un oxyde natif

Remarque: Cette étape est effectuée de façon légèrement différente pour les cellules solaires ALD et TE. Dans la sous-section 6.1 de la procédure de passivation de surface pour les cellules solaires ALD est décrite, et la procédure pour les cellules solaires TE est décrite dans la sous-section6.2. La fonction de cette étape est en outre discuté dans la section Discussion.

  1. Pour les échantillons de ALD cultivés, développer une mince couche de SnO 2 par ALD.
    Note: On utilise un réacteur différent de celui utilisé pour la croissance SnS.
    1. Cultiver SnO 2 par la réaction d'un amide cyclique de l'étain [(1,3-bis (1,1-diméthyléthyl) -4,5-diméthyl- (4R, 5R) -1,3,2-diazastannolidin-2-ylidène) Sn (II)] et du peroxyde d'hydrogène (H 2 O 2). Stocker le précurseur d'étain amide cyclique dans une étuve à 43 ° C, et le H 2 O 2 dans un barboteur à température ambiante.
    2. Maintenir la température du substrat à 120 ° C pendant le dépôt.
    3. Exposer le précurseur de l'étain et du H 2 O 2 en utilisant 0,33 et 1,5 Torr secondes par cycle, respectivement, pour un total de 5 cycles. Vérifier que l'épaisseur de la résultante de SnO 2 est de 0,6 à 0,7 nm, tel que mesuré par spectroscopie photoélectronique par rayons X (XPS) analyse 10.
  2. Pour les échantillons TE-cultivés, former un thin couche de SnO 2 par exposition à l'air.
    1. Exposer les échantillons au labo de l'air ambiant pendant 24 heures. Vérifier que l'épaisseur de la résultante de SnO 2 est d'environ 0,5 nm, comme mesuré par analyse XPS.
      Remarque: La RT est typique 24 ± 1 ° C, et l'humidité typique est de 45% ± 13% (supérieur à l'été); pour les appareils présentés ici, les valeurs étaient de 24,6 ° C et <30%, respectivement.

7. Le dépôt de Zn (O, S) / ZnO tampon Couche

Remarque: Cette étape est réalisée dans la même chambre ALD qui est utilisé pour la croissance SnS par ALD.

  1. Cultivez une Zn (O, S): N couche par ALD.
    1. Maintenir la température du substrat à 120 ° C.
    2. Cultiver Zn (O, S): N par ALD de la réaction de diéthylzinc (Zn (C 2 H 5) 2, DEZ), de l'eau désionisée (H 2 O), 4% de H 2 S en N 2, et de l'ammoniac (NH 3) 11. Stocker les Contai barboteurNing DEZ à TA. Utilisez une séquence de cycle [DEZ-H 2 O-DEZ-NH 3] 14 - [DEZ-H 2 S] 1, et répéter ce cycle de super 12 fois. Veiller à ce que l'exposition de l'ammoniac est 11 Torr seconde.
    3. Assurez-vous que le rapport S / Zn dans le film résultant est de 0,14, tel que mesuré par spectroscopie de rétrodiffusion Rutherford 12, et que l'épaisseur du film est d'environ 36 nm.
  2. Croître une couche de ZnO par ALD.
    1. Maintenir la température du substrat à 120 ° C.
    2. Cultivez ZnO avec 50 cycles ALD de DEZ-H 2 O.
      Note: L'épaisseur du film de ZnO résultant est d'environ 18 nm.

8. dépôt de l'oxyde conducteur transparent (TCO), Indium Tin Oxide (ITO)

  1. Couper ITO masques d'ombre d'un 0,024 "feuille (610 um) en aluminium 6061 avec un cutter laser de laboratoire.
    Remarque: Les masques définissent 11 appareils rectangulaires qui sont 0,25 cm 2de taille plus un plus grand pad dans un coin qui est utilisé pour les mesures de réflectivité optique, voir figure 4.
  2. Montez les dispositifs et les masques dans un dispositif d'alignement de masque.
    Note: Ceci est une plaque d'aluminium avec des poches imbriqués pour le substrat et des masques et des clips pour fixer les masques en place.
  3. Dépôt ITO par pulvérisation magnétron réactive.
    1. Chauffer le substrat à environ 80 - 90 ° C et à permettre la rotation du substrat.
    2. Utilisez une cible diamètre de ITO 2 pouces (In 2 O 3 / SnO 2 90/10 en poids.%, Pur à 99,99%) à 65 W de puissance RF pulvérisation avec 40 / 0,1 sccm Ar / O 2 flux de gaz à 4 mTorr pression totale.
    3. Développer un film d'ITO d'épaisseur de 240 nm.
      Remarque: Avec ces paramètres, les taux de croissance de 0,5 A / sec et de feuille résistances dans la gamme 40 - 60 Ω / sq sont atteints.

9. La métallisation

  1. Masques Cut métallisation fictifs de 127 um Austen un épaisfeuille d'acier inoxydable itic.
    Remarque: Ces masques sont coupés avec + 10 / -5 tolérance um par une société commerciale. Le motif métallique se compose de 2 doigts séparés par 1,5 mm, chaque 7 mm de long, et un plot de contact 1 x 1 mm 2, voir figure 4.
  2. Montez les dispositifs et les masques dans un dispositif d'alignement de masque, comme dans l'étape 8.2.
  3. Ag-fort (pour les appareils TE) ou Ni / Al (pour les dispositifs ALD) par évaporation par faisceau d'électrons.
    1. Montage masque d'alignement sur la plaque de substrat d'un système d'évaporation des métaux par faisceau d'électrons. Pompe jusqu'à une pression de base inférieure à 1 x 10 -6 Torr.
    2. Évaporer métal à un taux de 2 Å / sec. Dépôt de 500 épaisseur totale de métal nm.

Caractérisation 10. Device

  1. Effectuer courant-tension ("J - V") des mesures sur tous les appareils de la lumière solaire sombre et dans AM1.5 simulé.
    1. Calibrer le simulateur solaire en recueillant J - V données from une cellule solaire au silicium calibrés et en ajustant la puissance de la lampe du simulateur solaire et de la hauteur jusqu'à ce qu'il atteigne la valeur du courant calibré pour AM1.5 insolation.
    2. Contactez les appareils en mode à quatre fils en utilisant béryllium de cuivre doubles pointes de sonde à contacter à la fois le haut (anode, Ag ou Al) et en bas (cathode, Mo) couches. Contactez la couche inférieure par grattant les couches tampons et SNS avec une lame de scalpel.
    3. la lumière de mesure et J sombres - les données V utilisant une source mètres par la tension de l'approvisionnement et de mesure de courant.
      Remarque: Les périphériques sont généralement mesurés dans la plage de ± 0,5 V. Les appareils ne sont pas sensibles à la direction ou le taux des balayages de tension. Pour les tests de routine une ouverture lumineuse zone définissant est pas utilisé, voir la section de discussion pour plus de détails.
  2. Effectuer rendement quantique externe (EEQ) des mesures sur tous les appareils, avec la lumière variable et tension de polarisation.
    1. Calibrer le système de EEQ en mesurant la response d'un étalonnage photodiode Si.
      Remarque: Le logiciel compare ces données à des mesures effectuées à une norme NIST soutenu pour ajuster le niveau de luminosité en conséquence.
    2. Contactez les appareils utilisant la méthode à quatre fils, comme dans l'étape 10.1.2.
    3. Mesurer EQE aide d'un système commercial qui éclaire l'échantillon avec une lumière monochromatique haché à 100 Hz sur une plage de longueur d'onde de 270 nm et 1 100 mesure le courant qui en résulte. Effectuer cette mesure conformément à la procédure d'exploitation standard du fabricant.
    4. Répéter la mesure de EEQ à tension variable et le biais de la lumière blanche. Utiliser un SourceMeter à fournir la polarisation de tension, et une lampe à halogène à fournir la polarisation de la lumière. Mesurer dispositifs à la fois avant et arrière tension de polarisation, et sous une intensité variable de la lumière blanche jusqu'à ~ 1 Suns.
    5. Mesurer réflectance optique (% R) de la surface supérieure ITO aide d'un spectrophotomètre avec une sphère d'intégration afin de convertir extérieur vers l'intérieurrendement quantique (IQE). Effectuer cette mesure conformément à la procédure d'exploitation standard du fabricant.

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Résultats

Dans les figures 6-8 résultats sont présentés pour deux "de base" des échantillons représentatifs TE-cultivées comme décrit ci-dessus. J Illumination - données de V pour ces deux échantillons est représentée sur la figure 6 Le premier échantillon ("SnS140203F") a donné le dispositif avec une efficacité certifiée de 3,88% qui a été précédemment rapporté 9 distributions Représentant JV sont également indiqués pour chaque échantillo...

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Discussion

Substrat sélection nettoyage

Si plaquettes oxydées sont utilisés comme substrats. Les substrats sont le support mécanique pour les cellules solaires résultantes, et leurs propriétés électriques ne sont pas importants. Des tranches de Si sont préférés au verre parce tranches de Si achetés dans le commerce sont généralement plus propres que des plaquettes de verre achetés dans le commerce, et cela fait gagner du temps dans le nettoyage de substrat. Si substrats présentent égal...

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Déclarations de divulgation

Les auteurs ont rien à révéler.

Remerciements

Les auteurs tiennent à remercier Paul Ciszek et Keith Emery du National Renewable Energy Laboratory (NREL) pour les mesures de JV certifiés, Riley Brandt (MIT) pour les mesures de spectroscopie de photoélectrons, et Jeff Cotter (ASU) d'inspiration pour la section de tests d'hypothèses. Ce travail est soutenu par le Département américain de l'énergie grâce à l'Initiative Sunshot sous contrat DE-EE0005329, et par Robert Bosch LLC à travers le Réseau de recherche sur l'énergie Bosch en vertu subvention 02.20.MC11. V. Steinmann, R. Jaramillo, et K. Hartman reconnaissent le soutien de la fondation Alexander von Humboldt, une bourse de recherche postdoctorale DOE EERE, et Intel PhD Fellowship, respectivement. Cette utilisation de travail fait du Center for Nanoscale Systems à l'Université Harvard qui est soutenu par la National Science Foundation sous sentence ECS-0335765.

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Porte-plaquettes de quartzAM Quartz, Gainesville, TXConception sur mesure
Système de pulvérisation PVDProduitsde pulvérisation sous vide poussé avec verrouillage de charge
4 % H2S en N2Airgas Inc.
99,5 % H2SMatheson TrigasG1540250
SnS poudreSigma Aldrich741000-5G
Cellule d’épanchementVeeco35-LTCellule d’épanchement à filament unique basse température
diéthylzinc (Zn(C2H5)2)Strem Chemicals93-3030
Découpeuse laserElectroxScorpian G2Utilisé pour les masques d’ombre ITO
Cible de pulvérisation ITO (In2O3/SnO2 90/10 en poids %, pur à 99,99 %)Kurt J. LeskerEJTITOX402A4
Masques d’ombre de métallisationMicroConnexconception sur mesure
Évaporateur à faisceau d’électronsDentonÉvaporateur de métaux sous vide poussé avec load-lock
Simulateur solaire AM1.5Newport Oriel911941 300 W Lampe Xe utilisant un filtre AM1.5G
SpectrophotomètrePerkin ElmerLambda 950 UV-VIS-NIR150 mm Sphère intégrante à revêtement spectralon
Cellule solaire Si calibréeMesures PV Verrefenêtre BK-7
Pointes de sonde doubleAccuprobe
Souce-mètreKeithley2400
Système de mesure d’efficacité quantiqueMesures PVQEX7
Photodiode Si calibréeMesures PV Station
d’essai de cellules solaires à haut débitMesures PV Conceptionsur mesure
Huile de pompe inerteDuPontKrytoxhuile PFPE, grade 1514 ; fournisseur : Eastern Scientific
H2S joints toriques en élastomère résistantDuPontKalrezcompound 7075 ; vendeur : Marco Rubber
H2S joints toriques en élastomère résistantMarco RubberMarkezcompound Z1028
H2S joints toriques en élastomère résistantSeals Eastern, Inc.Fournisseur de l’aflas : Marco Rubber
Système X02NI96C33A5626 de K1C8C1F

Références

  1. Woodhouse, M., Goodrich, A., et al. Perspectives on the pathways for cadmium telluride photovoltaic module manufacturers to address expected increases in the price for tellurium. Solar Energy Materials and Solar Cells. 115, 199-212 (2013).
  2. Bloomberg New Energy Finance University 2013 - renewable energy, CCS, EST. , Available from: http://about.bnef.com/presentations/bnef-university-renewable-energy-ccs-est/ (2013).
  3. Ramakrishna Reddy, K. T., Koteswara Reddy, N., Miles, R. W. Photovoltaic properties of SnS based solar cells. Solar Energy Materials and Solar Cells. 90 (18-19), 3041-3046 (2006).
  4. Sinsermsuksakul, P., Heo, J., Noh, W., Hock, A. S., Gordon, R. G. Atomic Layer Deposition of Tin Monosulfide Thin Films. Advanced Energy Materials. 1 (6), 1116-1125 (2011).
  5. Noguchi, H., Setiyadi, A., Tanamura, H., Nagatomo, T., Omoto, O. Characterization of vacuum-evaporated tin sulfide film for solar cell materials. Solar Energy Materials and Solar Cells. 35, 325-331 (1994).
  6. Hartman, K., Johnson, J. L., et al. SnS thin-films by RF sputtering at room temperature. Thin Solid Films. 519 (21), 7421-7424 (2011).
  7. Tanusevski, A. Optical and photoelectric properties of SnS thin films prepared by chemical bath deposition. Semiconductor Science and Technology. 18 (6), 501(2003).
  8. Sharma, R. C., Chang, Y. A. The S−Sn (Sulfur-Tin) system. Bulletin of Alloy Phase Diagrams. 7 (3), 269-273 (1986).
  9. Steinmann, V., Jaramillo, R., et al. 3.88% Efficient Tin Sulfide Solar Cells using Congruent Thermal Evaporation. Advanced Materials. 26 (44), 7488-7492 (2014).
  10. Sinsermsuksakul, P., Sun, L., et al. Overcoming Efficiency Limitations of SnS-Based Solar Cells. Advanced Energy Materials. 4 (15), 1400496(2014).
  11. Hejin Park, H., Heasley, R., Gordon, R. G. Atomic layer deposition of Zn(O,S) thin films with tunable electrical properties by oxygen annealing. Applied Physics Letters. 102 (13), 132110(2013).
  12. Palmetshofer, L. Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS). Surface and Thin Film Analysis. , Available from: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9783527636921.ch11/summary 191-202 (2011).
  13. Scofield, J. H., Duda, A., Albin, D., Ballard, B. L., Predecki, P. K. Sputtered molybdenum bilayer back contact for copper indium diselenide-based polycrystalline thin-film solar cells. Thin Solid Films. 260 (1), 26-31 (1995).
  14. Malone, B. D., Gali, A., Kaxiras, E. First principles study of point defects in SnS. Physical Chemistry Chemical Physics. 16, 26176-26183 (2014).
  15. Vaux, D. L. Research methods: Know when your numbers are significant. Nature. 492 (7428), 180-181 (2012).

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Cellules solaires au sulfure d tainpulv risation cathodique de molybd necouche tampon d oxysulfure de zincd p t d oxyde d indium tainmesure courant tensionefficacit quantique externepr paration du substratfabrication du dispositif

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