עבודה זו מתארת את תהליך הייצור המלא של מכשירים פוטו-וולטאי קדמיום לשיפור יעילות מוגברת. התהליך מנצל מערכת ואקום אוטומטית בתוך שורה לקבלת מרחב הסובלימציה המראה מדרגי, מתוך הייצור של מכשירים מחקר שטח קטן, כמו גם מודולים בקנה מידה גדול.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
מרחב המראה הופקד במיוחד CdSeTe/CdTe תאים סולריים עבור משופר במעגל קצר מעגל צפיפות ופוטוטולוט
במאמר זה
סיכום
תקציר
פיתוחים בארכיטקטורות המכשיר הפוטו נחוצים כדי להפוך אנרגיה סולארית מקור חסכוני ואמין של אנרגיה מתחדשת בתוך הגוברת האנרגיה הגלובלית דרישות ושינוי האקלים. הטכנולוגיה cdte סרט דק הוכיחה עלות התחרותיות והגדלת יעילות בשל זמני הייצור המהיר, השימוש בחומרים מינימליים, והקדמה של סגסוגת CdSeTe לתוך שכבה ~ 3 יקרומטר הנספג. עבודה זו מציגה את הנפח הקרוב סובלימציה של דק, 1.5 יקרומטר CdSeTe/cdte בילייר התקנים באמצעות אוטומטי מערכת התצהיר ואקום מקוון. המבנה וטכניקת הייצור הדקים מצמצמים את זמן התצהיר, מגבירים את יעילות ההתקן ומקלים על פיתוח ארכיטקטורת התקן מבוססת בעתיד דק. שלושה פרמטרים בייצור מופיעים להיות המאריכות ביותר עבור מיטוב התקנים CdSeTe/CdTe דקים: מצע מחממים טמפרטורה, CdSeTe: יחס עובי CdTe, ו Cdte2 פסיבציה. עבור סובלימציה הנכון של CdSeTe, טמפרטורת המצע לפני התצהיר חייב להיות ~ 540 ° צ' (גבוה יותר עבור CdTe) כנשלט על ידי לשכון זמן במקור מחממים. הגיוון ביחס העובי CdSeTe: CdTe חושף תלות חזקה בביצועי ההתקן ביחס זה. עוביים הנספגים האופטימליים הם 0.5 יקרומטר CdSeTe/1.0 יקרומטר cdte, ויחסי עובי שאינם ממוטבים מצמצמים את היעילות דרך אפקטי המכשול האחורי. בולמי דקים רגישים ל-CdCl2 וריאציה פסיבציה; טיפול הרבה פחות CdCl2 (לעומת בולמים עבים) לגבי הטמפרטורה הן הזמן תשואות ביצועי המכשיר האופטימלי. עם תנאי ייצור ממוטבים, CdSeTe/cdte מגבירה את צפיפות המכשיר במעגל קצר ובאינטנסיביות פוטולומיניסנציה לעומת cdte יחיד. בנוסף, מערכת הסובלימציה בחלל סגור בתוך שורה ואקום מציעה הפחתת חומרים וזמן, מדרגיות, וattainability של ארכיטקטורות בולם דקים במיוחד.
מבוא
הביקוש האנרגיה הגלובלית הוא מאיץ במהירות, והשנה 2018 הפגינו המהיר ביותר (2.3%) קצב גידול בעשור האחרון1. לזווג עם המודעות הגוברת של ההשפעות של שינוי האקלים ושריפת דלקים מאובנים, הצורך בעלות תחרותי, נקי, ואנרגיה מתחדשת הפכה ברורה לגמרי. של מקורות אנרגיה מתחדשת רבים, אנרגיה סולארית הוא ייחודי הפוטנציאל הכולל שלה, כמו כמות האנרגיה הסולארית המגיע כדור הארץ הרחק עולה על צריכת אנרגיה גלובלית2.
פוטוולטאית (PV) התקנים ישירות להמיר אנרגיה סולארית לכוח חשמלי הם צדדי מדרגיות (למשל, מיני מודולים אישיים, מערכי השמש משולבים הרשת) וטכנולוגיות חומרים. טכנולוגיות כגון רב והצומת יחיד, חד גביש גליום ארסניד (GaAs)....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול
התראה: יש לענוד את הכפפות בעת טיפול בחומרים מצעים כדי למנוע זיהום בסרטים ובמגע של חומרים לעור. תהליך ייצור זה דורש טיפול של מבנים המכילים תרכובות קדמיום; לכן יש לענוד חלוק מעבדה וכפפות במעבדה כל הזמן.
1. ניקוי מצע
- המקום TCO מצופה זכוכית מצעים (9.1 ס מ x 7.8 ס"מ) בארון מתכת אל חלד עם מרווח בשפע כזה ניקוי פתרון ואוויר דחוס ניתן להחיל על כל הפנים זכוכית.
- . באמצעות צינור החנקן הדחוס
- מניחים את המתלה במנקה אולטראסאונד (UC1) וממלאים באלכוהול איזופרופילי (IPA). בואו לשבת 30 דקות כדי להסיר שמן שיורית מזהמים מתהליך החיתוך זכוכית תעשייתית.
- רוקן את הIPA מ-UC1. הIPA ניתן להשתמש מראש עד 5x עבור ניקוי ראשוני של מצעי....
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
תוצאות
התוספת של CdSeTe לספיגת CdTe דק משפרת את יעילות המכשיר באמצעות איכות חומר מעולה וצפיפות גבוהה במעגל קצר (JSC). איור 3A ואיור 3 ב, (מותאם מתוך שבולן ואח')להראות PL ו trpl, בהתאמה, עבור מכשירי CdTe יחיד ו CdSeTe/cdte התקנים בולם. הן מדידות PL ו-TRPL מציגות באופן ברור פוטולומימיננציה משופרת עם CdSeTe/CdTe bilayer. האינטנסיביות PL משפר על ידי פקטור של שש, ו trpl זנב החיים, להתאים עם מעריכי אחד לחלק האיטי של הריקבון, הוא 12.6 ± 0.1 .......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
דיון
Bilayer CdSeTe/CdTe מכשירים פוטו וולטאית להפגין שיפורים ביעילות לעומת עמיתיהם CdTe שלהם בגלל איכות חומר טוב יותר מוגבר האוסף הנוכחי. יעילות משופרת כגון הפגינו בולמי bilayer גדול יותר 3 יקרומטר5,7, ועכשיו עם תנאי ייצור אופטימיזציה, זה כבר הוכיחה כי יעילות מוגברת הם גם השגה עבור רזה, 1.5-יקרומטר בולמים.
אופטימיזציה של תהליך הייצור עבור בולמי ביאייר דק מושרש בשלושה שינויים עיקריים: מצע מחממים טמפרטורה, CdSeTe: יחס עובי CdTe, ו Cdte2<.......
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גילויים
. למחברים אין מה לגלות
תודות
המחברים רוצים להודות לפרופסור W.S. סמנת לשימוש במערכות התצהיר שלו, Kevan קאמרון עבור תמיכה במערכת, ד ר עמית Munshi עבור עבודתו עם תאים bilayer עבה וקטעי וידאו משלים של מערכת מקוונת ואקום CSS מקוון, וד ר. דריוס קוצ'יסקאס לסיוע עם מדידות TRPL. חומר זה מבוסס על העבודה הנתמכת על ידי ארה ב. משרד האנרגיה של צריכת אנרגיה יעילה ואנרגיה מתחדשת (EERE) תחת אנרגיה סולארית טכנולוגיות משרד (ההסכם) מספר DE-EE0007543.
....הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
חומרים
משטח חומר חומר
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| צעד אלפא פרופילומטר | מכשירי טנקור | 10-00020 | מכשיר למדידת עובי הסרט |
| חומר CdCl2 חומר | 5N פלוס | N / A | חומר לטיפול בפסיבציה של בולם |
| חומר מוליכים למחצה CdSeTe 5N | פלוס | N / A | חומר מוליכים למחצה מסוג P לשכבת בולם |
| מוליכים למחצה | CdTe 5N פלוס | N / A | חומר מוליכים למחצה מסוג P לשכבת בולם |
| מחולל כוח CESAR RF מחולל אנרגיה | מתקדם | 61300050 | חשמל עבור תצהיר מקרטע MgZnO |
| חומר CuCl חומר | Sigma Aldrich N | / A | חומר לסמים בולם |
| תיחום | Kramer Industries Inc. | מלמין סוג 3 60-80 רשת | חומר חרוזים מפלסטיק לתיחום סרט |
| מארז תא כפפות | Vaniman Manufacturing Co. | Problast 3 | מארז תא כפפות לתיחום סרט |
| קריסטל זהב | קורט ג'יי לסקר חברת | KJLCRYSTAL6-G10 | קריסטל עבור צג עובי אידוי |
| Te HVLP וערכת אקדח ריסוס להזנת הכבידה סטנדרטית | האסקי | HDK00600SG | אקדח ריסוס מוליך ליישום מגע אחורי צבע Ni |
| MgZnO Sputter Target | Plasmaterials, Inc. | PLA285287489 חומר שכבת פולט מסוג N | |
| Micro 90 פתרון ניקוי זכוכית | Cole-Parmer | EW-18100-05 | פתרון לניקוי זכוכית ראשוני |
| מצעי NSG Tec10 | Pilkington | N / A | זכוכית תחמוצת מוליכה שקופה למגע חשמלי קדמי |
| Super Shield Ni ציפוי מוליך | MG כימיקלים 841AR-3.78L | צבע מוליך לשכבת מגע אחורית | |
| חומר Te | Sigma Aldrich | MKBZ5843V | חומר לשכבת מגע אחורית |
| צג עובי | R.D. חברת Mathis | TM-100 | מכשיר לתכנות וניטור תנאי אידוי Te |
| מדלל 1 | MG כימיקלים | 4351-1L | מדלל צבע לערבוב עם Ni לשכבת מגע אחורית |
| מנקה אולטרסאונד 1 | L & R Electronics | Q28OH | מנקה אולטרסאונד 1 לניקוי זכוכית |
| מנקה אולטרסאונד 2 | אולטרסאונד נקי | 100S | מנקה אולטרסאונד 2 לניקוי זכוכית |
| UV/VIS Lambda 2 ספקטרומטר | PerkinElmer | 166351 | המשמש למדידות שידור בסרטי CdSeTe |
מקורות
- 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).
- Morton, O. Solar energy: A new day dawning?: Silicon valley sunrise. Nature. 443
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
הדפסות חוזרות והרשאות
