Methodenartikel

Het maken van Record-efficiëntie SnS Zonnecellen door thermische verdamping en Atomic Layer Deposition

42.4K weergaven

⸱

DOI:

10.3791/52705

⸱

22 mei 2015

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
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

In dit artikel

Samenvatting

Tinsulfide (SnS) is een kandidaatmateriaal voor op Aarde abundantie, niet-toxische zonnecellen. Hier demonstreren we de fabricageprocedure van de SnS-zonnecellen met behulp van atoomlaagdeposition, wat een gecertificeerde energieconversie-efficiëntie van 4,36% oplevert, en thermische verdamping die 3,88% oplevert.

Samenvatting

Tin sulfide (SnS) in aanmerking absorptiemateriaal Aard--rijke, niet-toxisch zonnecellen. SnS biedt een gemakkelijke fase controle en snelle groei door congruent thermische verdamping, en het zichtbaar licht absorbeert sterk. Echter, lang de registreer vermogen omzettingsrendement van SnS zonnecellen bleef onder 2%. Onlangs toonden we nieuwe gecertificeerde staat rendementen van 4,36% met SnS afgezet door atomic layer deposition, en 3,88% met thermische verdamping. Hier de fabricageprocedure deze plaat zonnecellen wordt beschreven, en de statistische verdeling van het fabricageproces gemeld. De standaarddeviatie van efficiëntie gemeten op een enkel substraat normaal meer dan 0,5%. Alle stappen waaronder substraat selectie en schoonmaken, Mo sputteren voor het contact achter (kathode) is SNS depositie, gloeien, oppervlakte passiveren, Zn (O, S) bufferlaag selectie en depositie, transparante geleider (anode) depositie en metallisatie worden beschreven. Op elk substraat fabriceren we 11 individuele inrichtingen, elk met actieve oppervlakte 0,25 cm2. Verder is een systeem voor high throughput metingen van stroom-spanning curven onder gesimuleerd zonlicht en externe kwantumefficiëntie meting met variabele lichte voorspanning beschreven. Met dit systeem kunnen we de volledige datasets over alle 11 apparaten meten op een geautomatiseerde manier en in een mum van tijd. Deze resultaten illustreren de waarde van het bestuderen van grote sample sets, in plaats van zich ternauwernood op de best presterende apparaten. Grote datasets ons helpen om onderscheid te maken en op te lossen individuele verlies mechanismen die onze apparaten.

Inleiding

Dunne film fotovoltaïsche (PV) blijven belangstelling en belangrijke onderzoeksactiviteiten te trekken. Echter, de economie van de PV-markt zich snel verschuiven en het ontwikkelen van commercieel succesvolle dunne film PV is uitgegroeid tot een meer uitdagende vooruitzicht. Productie kostenvoordelen over-wafer gebaseerde technologieën kan niet meer vanzelfsprekend, en verbeteringen in zowel de efficiency en de kosten moeten worden gezocht op gelijke voet. 1,2 In het licht van deze realiteit die we hebben gekozen om SnS ontwikkelen als een absorberend materiaal voor dunne film PV. SnS intrinsieke praktische voordelen die kunnen vertalen in lage productiekosten. Indien hoge rendementen kunnen worden aangetoond, kan worden beschouwd als een volledige vervanger is voor CdTe commerciële dunne film PV. Hier wordt de fabricageprocedure voor het recent gerapporteerde plaat SnS zonnecellen gedemonstreerd. We richten ons op praktische aspecten zoals de gekozen ondergrond, depositie voorwaarden, apparaat lay-out, en meting protocollen.

SnS is samengesteld uit niet-giftig, Aarde-overvloedig en goedkoop elementen (tin en zwavel). SnS is een inert en onoplosbaar halfgeleidende solide (minerale naam Herzenbergite) met een indirecte bandgap van 1.1 eV, sterke lichtabsorptie voor fotonen met een energie van meer dan 1,4 eV (α> 10 4 cm -1), en de intrinsieke p -type geleiding concentratie carrier in het traject 15 oktober - 17 oktober cm -3 3 -. 7 Belangrijk SnS verdampt congruent en fase-stabiel tot 600 ° C 8,9 Dat betekent dat SnS kan worden afgezet door thermische verdamping (TE) en de hoge. speed neef, afgesloten ruimte sublimatie (CSS), zoals bij de bereiding van CdTe zonnecellen. Het betekent ook dat SNS fase controle is veel eenvoudiger dan voor de meeste dunne film PV-materialen, waaronder met name Cu (In, Ga) (S, Se) 2 (CIGS) en Cu 2 ZnSnS 4 (CZTS). Daarom cell efficiëntie staat als de belangrijkste barrière voor de commercialisering van SnS PV, en SNS kan worden beschouwd als een drop-in vervanger voor CdTe eens hoge rendementen worden gedemonstreerd op de laboratoriumschaal. Maar dit efficiency barrière kan niet worden overschat. Wij schatten de recordrendement moet toenemen met een factor vier, van ~ 4% tot ~ 15%, om de commerciële ontwikkeling te stimuleren. Ontwikkeling SnS als drop-in vervanger voor CdTe vereist tevens groei van hoge kwaliteit SnS dunne films van CSS en het ontwikkelen van een n-type partner materiaal waarop SnS direct worden gekweekt.

Hieronder wordt beschreven de stap-voor-stap procedure voor het vervaardigen plaat SnS zonnecellen met twee verschillende depositietechnieken, atomic layer deposition (ALD) en TE. ALD is een trage groei methode, maar to-date heeft het hoogste rendement apparaten opgeleverd. TE is sneller en industrieel schaalbaar, maar blijft ALD in efficiency. Naast de verschillende SnS depositiemethoden de TEen ALD zonnecellen enigszins verschillen in de annealing, oppervlaktepassivering en metallisatie stappen. De inrichting vervaardigingsstappen zijn in figuur 1 opgesomd.

Na een beschrijving van de procedure, zijn testresultaten voor de gecertificeerde opname-apparaten en aanverwante monsters gepresenteerd. De plaat resultaten zijn eerder gerapporteerd. Hier ligt de focus op de verdeling van de resultaten voor een typische verwerking run.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

1. Ondergrond Selection en Snijden

  1. Aankoop gepolijst Si wafers met een dikke thermische oxide. Voor de apparaten hier gemeld, gebruiken 500 micrometer dik wafers met een 300 nm of dikker thermische oxide. De ondergrond selectiecriteria worden besproken in de sectie Discussie.
  2. Spin coat de gepolijste zijde van wafer met een typische positieve fotoresist (SPR 700 of PMMA A. 495) en zacht bakken (30 s bij 100 ° C).
    Opmerking: Dit is een beschermende laag op beschadiging of verontreiniging tijdens de volgende snijstap voorkomen.
  3. Gebruik een dobbelsteen zaag aan de wafer in 1 "x 1" (25,4 x 25,4 mm 2) vierkante substraten snijden.

2. Substrate Cleaning

  1. Verwijder deeltjes en andere resten die voortvloeien uit snijstap met een gecomprimeerde stikstof kanon, gevolgd door een ultrasoonbad in gedeïoniseerd (DI) water gedurende 5 minuten bij 45-60 ° C.
  2. Verwijder de fotoresistlaag met een ultrasone bae in aceton gedurende 5 minuten bij 45-60 ° C.
  3. Reinig het blootgestelde substraat met 3 opeenvolgende ultrasone baden, allemaal voor 5 min bij 45-60 ° C: aceton, ethanol en isopropylalcohol. Finish door drogen met samengeperste stikstof geweer, terwijl substraten blijven de quartz carrier.

3. Mo Sputtering

  1. Laad de schone Si / SiO 2 substraten in een hoog vacuüm sputtering systeem. Zorg ervoor dat het substraat plaat is niet verwarmd en substraat rotatie is ingeschakeld. Voor de apparaten hier gemeld, proces in een commercieel systeem met gekantelde magnetron geweren met 2 "targets en een worp afstand van ongeveer 4".
  2. Deponeer de eerste laag (de hechtlaag) bij betrekkelijk hoge achtergronddruk bijvoorbeeld 10 mTorr van Ar. Voor de hier vermelde inrichtingen, proces met een sputtervermogen van 180 W (DC), die een groei van 2,6 A / sec geeft, en een eerste Mo laag die 360 ​​nm dik.
  3. Stort de tweedelaag (de geleidende laag) bij een relatief lage achtergronddruk bijvoorbeeld 2 mTorr van Ar. Gebruik dezelfde sputtervermogen de eerste laag (180 W) en legt deze dikte.
    Opmerking: De hier vermelde inrichtingen hadden een tweede Mo laag die 360 ​​nm dik, net als de eerste laag was.
  4. Na Mo afzetting, slaan de substraten onder vacuüm tot de SnS depositie stap.

4. SnS Deposition

Opmerking: De ALD afzetting techniek wordt beschreven in paragraaf 4.1, en de TE afzetting wordt beschreven in paragraaf 4.2. Het ALD afzetting wordt getoond in figuur 2, en TE Afzettingssysteem wordt getoond in figuur 3.

  1. Borg SnS door ALD
    1. Voordat in de reactor, zet Mo substraten in een UV-ozon reiniger voor 5 min op organische deeltjes te verwijderen. Plaats vervolgens de substraten op de substraathouder ontgrendelen en in de afzetting zone.
    2. Stabiliseren van de oven tempetuur bij 200 ° C alvorens depositie.
    3. Kweek SnS dunne films uit de reactie van bis (N, N '-diisopropylacetamidinato) -tin (II) [Sn (MeC (N -iPr) 2) 2, hier aangeduid als Sn (AMD) 2] en waterstofsulfide (H 2 S) 4.
      1. Houd de Sn (AMD) 2 precursor bij een constante temperatuur van 95 ° C. Met zuiver N2 gas naar de levering van Sn (AMD) 2 damp ondersteunen van de houder in de oven om de afzetting zone. Tijdens elke ALD-cyclus, levering drie doses van Sn (AMD) 2 voorloper voor de totale blootstelling van 1,1 Torr tweede.
      2. Gebruik een gasmengsel van 4% H2S in N2 als zwavelbron. Zorg ervoor dat de blootstelling aan de waterstofsulfide damp is 1,5 Torr seconde per dosis. Controleer of de partiële H S 2 en de totale druk van H2S in N 2 zijn 0,76 Torr en 19 Torr, respectievelijk.
    4. Set tHij pomptijd tussen Sn precursor dosis en H 2 S dosis slechts 1 sec (kort vergeleken met de meeste andere conventionele ALD procedures) om sneller de afzetting.
      Let op: Omdat de Sn voorloper is niet volledig verwijderd door deze korte tijd pompen, enkele resterende Sn voorloper blijft wanneer de H 2 S arriveert. Dus de werkwijze kan worden beschreven als een pulserende CVD proces. Het groeitempo van SnS film is 0,33 Å / cyclus, of 0,04 A / sec.
  2. Borg SnS door TE
    1. Zorg ervoor dat de proceskamer druk 2 x 10 -7 Torr of lager. Substraten lading in de kamer via de vulsluis. Houd de substraten aan de plaat kan worden met één clip of met een custom substraathouder met geschikt bemeten zakken die is vastgeschroefd aan de substraatplaat.
    2. Ramp de bron en substraat kachels hun setpoints. Voor het apparaat hier meldde de ondergrond temperatuur is 240 ° C en de groei is 17, / sec; 610 ° C (de gewenste bron temperatuur toeneemt met de tijd voor een enkele lading bronpoeder) - deze groei van het bron- temperatuur tussen 550 bereiken. De dikte doelfilm is 1000 nm.
    3. Meet depositie tarief met behulp van de kwartskristal monitor (QCM) voor en na de SnS film afzetting door het bewegen van de QCM arm in de proceskamer. Voor deze meting het substraat wordt verhoogd zodat de QCM in het groeisubstraat positie kan worden bewogen.
      Opmerking: De afzetting percentage blijft vrij constant gedurende een afzetting tijd van 3 uur (± 0.05 A / sec afwijking).
    4. Na afzetting, overdracht van de monsters terug in de belasting slot voordat ontluchting aan de lucht. Snel transporteren de monsters door lucht inslag hetzij in vacuüm of in een inerte atmosfeer handschoenenkast voor de volgende verwerkingsstap.
      Opmerking: De typische onopzettelijke blootstelling lucht duurt ongeveer 3 minuten. De typische opslagtijd tussen dag en aweek.

5. SnS gloeien

Opmerking: Deze stap wordt enigszins anders uitgevoerd ALD en TE zonnecellen. De gloeien procedure voor ALD zonnecellen wordt beschreven in paragraaf 5.1, en de procedure voor TE zonnecellen wordt beschreven in paragraaf 5.2. Het doel van uitgloeien wordt besproken in de sectie Discussie.

  1. Gloeien de-ALD gegroeid SnS films in H2S gas.
    Opmerking: Deze stap wordt uitgevoerd in hetzelfde systeem voor ALD groei.
    1. Gebruik pure H2S gas (99,5% zuiver) met een stroomsnelheid van 40 sccm en een druk van 10 Torr.
    2. Verwarm de SnS film tot een temperatuur van 400 ° C en houdt deze 1 uur in het H2S gas omgeving. Zorg ervoor dat het gas stroomt gedurende het hele proces, met inbegrip van de temperatuur ramping omhoog en omlaag.
  2. Gloeien de TE-gegroeid SnS films in H2S gas. Voer deze stap in een speciale buis oven.
    1. Load the monsters op een schone kwartsplaat en schuif in de hot-zone gebied van de oven.
    2. Nadat de oven wordt afgesloten, driemaal spoelen met zuiver N2 en laat deze doorlopen te pompen basisdruk.
    3. Vestigen gasstroom bij 100 sccm 4% H 2 S bij 28 Torr.
    4. Ramp de temperatuur tot 400 ° C gedurende 10 min. Houden op 400 ° C gedurende 1 uur, laat vervolgens de monsters afkoelen zelfstandig in de hete zone. Handhaaf constant H 2 S gasstroom en druk totdat monsters afkoelen beneden 60 ° C. Verwijder de monsters en hetzij onmiddellijk doorgaan naar de volgende stap, of plaats ze in opslag in een inert gas handschoenenkastje.

6. SnS oppervlaktepassivering met een Inheems Oxide

Opmerking: Deze stap wordt enigszins anders uitgevoerd ALD en TE zonnecellen. In paragraaf 6.1 van het oppervlak passiveren procedure voor ALD zonnecellen wordt beschreven, en de procedure voor TE zonnecellen wordt beschreven in paragraaf6.2. De functie van deze stap wordt verder besproken in de sectie Discussie.

  1. Voor ALD-volwassen samples, groeien een dunne laag SnO 2 door ALD.
    Opmerking: We maken gebruik van een andere reactor dan die gebruikt worden voor SnS groei.
    1. Groei SnO 2 door de reactie van cyclische amide tin [(1,3-bis (1,1-dimethylethyl) -4,5-dimethyl- (4R, 5R) -1,3,2-diazastannolidin-2-ylideen) Sn (II)] en waterstofperoxide (H 2 O 2). Bewaar de cyclische amide tin precursor in een oven bij 43 ° C, en de H 2 O 2 in een wasfles bij KT.
    2. Handhaaf substraattemperatuur op 120 ° C gedurende depositie.
    3. Maak de tin precursor en H 2 O 2 behulp 0,33 en 1,5 Torr seconde per cyclus, respectievelijk, voor een totaal van 5 cycli. Controleer of de dikte van de resulterende SnO 2 0,6 0,7 nm, zoals gemeten met röntgen foto-elektron spectroscopie (XPS) analyse 10.
  2. Voor de TE volwassen monsters vormen een thin laag van SnO2 door blootstelling aan de lucht.
    1. Maak de monsters lab omgevingslucht gedurende 24 uur. Controleer of de dikte van de resulterende SnO 2 is ongeveer 0,5 nm, zoals gemeten met XPS-analyse.
      Opmerking: De typische RT 24 ± 1 ° C, en de typische vochtigheid 45% ± 13% (hoger in de zomer); voor de apparaten hier gerapporteerde, de waarden werden 24,6 ° C en <30%, respectievelijk.

7. Afzetting van de Zn (O, S) / ZnO bufferlaag

Opmerking: Deze stap wordt uitgevoerd in dezelfde ALD kamer die wordt gebruikt voor SnS groei door ALD.

  1. Kweek een Zn (O, S): N-laag door ALD.
    1. Handhaaf de substraattemperatuur op 120 ° C.
    2. Groei Zn (O, S): NB door ALD door reactie van diethylzink (Zn (C 2 H 5) 2, DEZ), gedeïoniseerd water (H2O), 4% H2S in N2, en ammoniak (NH 3) 11. Bewaar de bubbler containing DEZ bij RT. Gebruik een cyclus opeenvolging van [DEZ-H 2 O-DEZ-NH 3] 14 - [DEZ-H 2 S] 1, en ​​herhaal deze super cyclus 12 keer. Zorg ervoor dat de blootstelling van ammoniak is 11 Torr tweede.
    3. Controleer of de S / Zn verhouding in de resulterende film is 0,14, zoals gemeten door Rutherford backscattering spectroscopie 12, en dat de dikte van de folie bedraagt ​​ongeveer 36 nm.
  2. Kweek een ZnO-laag door ALD.
    1. Handhaaf de substraattemperatuur op 120 ° C.
    2. Groei ZnO met 50 ALD cycli van DEZ-H 2 O.
      Opmerking: De dikte van de ZnO resulterende film is ongeveer 18 nm.

8. Afzetting van de transparante geleidende oxide (TCO), Indium Tin Oxide (ITO)

  1. Snijd ITO schaduw maskers uit een 0,024 "(610 micrometer) aluminium 6061 plaat met behulp van een laboratorium laser cutter.
    Opmerking: Het scherm worden 11 rechthoekige apparaten die 0,25 cm 2 insize plus een grotere pad in een hoek die wordt gebruikt voor optische reflectievermogen metingen, zie figuur 4.
  2. Monteer de apparaten en maskers in een masker aligner.
    Opmerking: Dit is een aluminium plaat met geneste zakken voor de ondergrond en maskers en clips om de maskers vast te zetten.
  3. Borg ITO door reactief magnetronsputteren.
    1. Verwarm het substraat tot ongeveer 80-90 ° C en schakel substraat rotatie.
    2. Gebruik een 2 inch diameter ITO doel (In 2 O 3 / SnO2 90/10 gew.%, 99,99% zuiver) op 65 W RF sputteren vermogen met 40 / 0,1 sccm Ar / O 2 gasstroom op 4 mTorr totale druk.
    3. Kweek een 240 nm dik ITO film.
      Opmerking: Met deze parameters, groeipercentages van 0,5 A / sec en vel weerstanden in de range 40-60 Ω / m² worden bereikt.

9. Metalliseren

  1. Cut metallisatie schaduw maskers uit een 127 pm dikke AustenITIC roestvrij staal.
    Let op: Deze maskers zijn gesneden met + 10 / -5 um tolerantie door een commercieel bedrijf. De metalen patroon bestaat uit 2 vingers gescheiden door 1,5 mm, iedere 7 mm lang, en een 1 x 1 mm 2 contact pad, zie Figuur 4.
  2. Monteer de inrichtingen en maskers in een masker aligner, als in stap 8.2.
  3. Borg Ag (voor TE-apparaten) of Ni / Al (voor ALD-apparaten) door electron-beam verdamping.
    1. Mount masker aligner op het substraat plaat van een elektronenbundel metalen verdamping systeem. Pomp naar een basis druk onder 1 x 10 -6 Torr.
    2. Verdampen metal met een snelheid van 2 A / sec. Stort 500 nm totale plaatdikte.

10. Device Karakterisering

  1. Voer stroom-voltage ("J - V") metingen aan alle apparaten in het donker en in AM1.5 gesimuleerd zonlicht.
    1. Kalibreren van de zonne-simulator door het verzamelen van J - V data frOM een geijkte silicium zonnecel en het aanpassen van de zonne-simulator lamp vermogen en de hoogte tot het bereiken van de gekalibreerde huidige waarde voor AM1.5 bezonning.
    2. Neem contact op met de apparaten in vier-wire modus met behulp van koper beryllium dubbele probe tips contact op te nemen om zowel de bovenkant (anode, Ag of Al) en bodem (kathode, Mo) lagen. Neem contact op met de onderste laag door weg te krassen op de buffer en SNS lagen met een scalpel.
    3. Meet licht en donker J - V-gegevens met behulp van een bron-meter door inkoop spanning en het meten van stroom.
      Opmerking: Apparaten worden meestal gemeten binnen het bereik ± 0,5 V. De toestellen zijn niet reageren op de richting of de snelheid van de spanning veegt. Voor routine testen een gebiedsbepalende licht diafragma wordt niet gebruikt, zie Overleg sectie voor verdere details.
  2. Voer externe quantum efficiëntie (EQE) metingen op alle apparaten, met een variabele licht en spanning vooringenomenheid.
    1. Kalibreer de EQE systeem door het meten van de RespoNSE een Si fotodiode calibratie.
      Opmerking: De software vergelijkt deze gegevens om metingen uitgevoerd met een NIST-backed standaard aan het lichtniveau aan te passen.
    2. Neem contact op met de apparaten met behulp van de vier-draads methode, zoals in stap 10.1.2.
    3. Meet EQE met behulp van een commercieel systeem dat het monster met monochromatische licht gehakte bij 100 Hz over een golflengte van 270 nm 1.100 branden en meet de resulterende stroom. Voer deze meting volgens de standaard procedure van de fabrikant.
    4. Herhaal de EQE meting met variabele spanning en wit licht vooringenomenheid. Gebruik een SourceMeter de spanning bias, en een halogeenlamp voor het licht voorspanning leveren leveren. Meet apparaten in zowel vooruit als achteruit voltage bias, en onder variabele wit lichtintensiteit tot ~ 1 Suns.
    5. Meet optische reflectie (% R) van de ITO bovenste oppervlak met behulp van een spectrofotometer met een integrerende bol om te zetten extern aan internequantum efficiency (IQE). Voer deze meting volgens de standaard procedure van de fabrikant.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

In figuren 6-8 worden de resultaten weergegeven voor twee representatieve "basislijn" TE-gekweekt zoals hierboven beschreven. Verlichte J - V data voor deze twee monsters uitgezet in Figuur 6 Het eerste monster ("SnS140203F") leverde de inrichting met gecertificeerde efficiëntie van 3,88% die voorheen gerapporteerd 9 Representatieve JV verdelingen worden ook getoond voor elk monster... Voor een bepaalde voorspanning, worden deze ...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

Gekozen ondergrond schoonmaken

Geoxideerde Si wafers worden gebruikt als substraten. De substraten zijn de mechanische ondersteuning van de resulterende zonnecellen, en de elektrische eigenschappen niet belangrijk. Si wafers hebben de voorkeur aan glas, omdat de winkel gekochte Si wafers zijn meestal schoner dan de winkel gekochte glas wafers, en dit bespaart tijd in de ondergrond reinigen. Si substraten ook hogere thermische geleidbaarheid dan glas, wat leidt tot meer gelij...

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben niets te onthullen.

Dankbetuigingen

De auteurs willen graag Paul Ciszek en Keith Emery bedanken van het National Renewable Energy Laboratory (NREL) voor gecertificeerde JV metingen, Riley Brandt (MIT) voor de foto-elektron spectroscopie metingen en Jeff Cotter (ASU) naar inspiratie voor het onderdeel hypothese testen. Dit werk wordt ondersteund door het Amerikaanse ministerie van Energie door de SunShot Initiative onder contract DE-EE0005329, en door Robert Bosch LLC door de Bosch Energy Research Network onder subsidie ​​02.20.MC11. V. Steinmann, R. Jaramillo, en K. Hartman erkennen de steun van de Alexander von Humboldt Foundation, een DOE EERE Postdoctoral Research Award, en Intel PhD Fellowship, respectievelijk. Dit werk gebruik gemaakt van het Center for Nanoscale Systems aan de Harvard University, die wordt ondersteund door de National Science Foundation onder award ECS-0.335.765.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
Quartz wafer carrierAM Quartz, Gainesville, TXop maat ontworpen
SputtersysteemPVD ProductsHoog vacuüm sputtersysteem met load lock
4% H2S in N2Airgas Inc.X02NI96C33A5626
99.5% H2SMatheson TrigasG1540250
SnS poederSigma Aldrich741000-5G
EffusiecelVeeco35-LTLage temperatuur, enkele gloeidraad effusiecel
diethylzinc (Zn(C2H5)2)Strem Chemicals93-3030
LasersnijderElectroxScorpian G2Gebruikt voor ITO schaduwmaskers
ITO sputtering doelwit (In2O3/SnO2 90/10 wt.%, 99.99% zuiver)Kurt J. LeskerEJTITOX402A4
Metallization schaduwmaskersMicroConnexop maat ontworpen
ElektronenstraalevaporatorDentonHoge vacuüm metalen evaporator met load-lock
AM1.5 zonnesimulatorNewport Oriel911941.300 W Xe-lamp met een AM1.5G filter
SpectrofotometerPerkin ElmerLambda 950 UV-Vis-NIR150 mm Spectralon-gecoate integrerende bol
Gekalibreerd Si zonnecelPV MeasurementsBK-7 raamglas
Dubbele sonde tipsAccuprobeK1C8C1F
Souce-meterKeithley2400
Quantum efficiëntie meetsysteemPV MeasurementsQEX7
Gekalibreerd Si fotodiodePV Measurements
Hoge doorvoer zonnecel test stationPV Measurementsop maat ontworpen
Inert pompolieDuPontKrytoxPFPE olie, graad 1514; verkoper: Eastern Scientific
H2S-bestendige elastomeer o-ringenDuPontKalrezcompound 7075; verkoper: Marco Rubber
H2S-bestendige elastomeer o-ringenMarco RubberMarkezcompound Z1028
H2S-bestendige elastomeer o-ringenSeals Eastern, Inc.Aflasverkoper: Marco Rubber

Referenties

  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).

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Tinsulfide zonnecellenMolybdeen sputterenZinkoxysulfide bufferIndiumtinoxide depositieStroom spanningsmetingExterne kwantumeffici ntieSubstraatpreparatieDevice fabricage

Gerelateerde artikelen