Name: Fabricage van robuust Nanoscale contact tussen een zilver Nanowire elektrode en CdS buffer Layer in Cu (in, ga) se2 dunne-film zonnecellen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-07-19T14:30:00.000+00:00
Duration: 9 min 1 s
Description: Leer een eenvoudige methode om elektrisch contact te verbeteren tussen zilver nanodraadnetwerken en CdS bufferlagen in CIGS dunne-film zonnecellen. Dit reproduceerbare proces verhoogt de efficiëntie van zonne-energie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit onderzoek werd ondersteund door het in-House onderzoeks-en ontwikkelingsprogramma van het Korea Institute of Energy Research (KIER) (B9-2411) en het basis wetenschaps onderzoeksprogramma via de National Research Foundation of Korea (NRF), gefinancierd door het ministerie van Onderwijs (Grant NRF-2016R1D1A1B03934840).

1. bereiding van mo-gecoat glas door DC microgolf sputteren
<ol><li>Laad gereinigde glazen substraten in een DC microgolf en pomp tot onder 4 x 10-6 Torr.</li>
	<li>Debiet en stel de werkdruk in op 20 mTorr.</li>
	<li>Zet plasma aan en verhoog het gelijkstroom vermogen naar 3 kW.</li>
	<li>Na het vooraf sputteren van 3 min voor doel reiniging, begin de mo-depositie tot de mo-filmdikte ongeveer 350 nm bereikt.</li>
	<li>Stel de werkdruk in op 15 mTorr met behoud van hetzelfde uitgangsvermogen (d.w.z. 3 kW).</li>
	<li>Hervat de mo-depositie totdat de totale dikte van mo ongeveer 750 nm bereikt.</li>
</ol>2. de afzetting van de Absorber-laag door een drietraps coverdamping
<ol><li>Laad met mo gecoat glas in een voorverwarmde co-verdamper onder een vacuüm lager dan 5 x 10-6 Torr.</li>
	<li>Stel de temperaturen in van in-, ga-en se-effusie cellen die depositie percentages opleveren van respectievelijk 2,5 Å/s, 1,3 Å/s en 15 Å/s.<ol>
<li>Controleer de afzetting tarieven met behulp van de Quartz Crystal micro Balance (QCM)-techniek. De depositie percentages zijn afhankelijk van de ingestelde temperatuur van de effusie cellen en de hoeveelheid materialen in de effusie cellen.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Begin te leveren in, ga en SE op het mo-Coated glas om een 1 μm-dik (in, ga)xsey precursor laag te vormen bij de substraat temperatuur van 450 °c. De afzetting tijd is 15 min (namelijk 1St stage).</li>
	<li>Stop de in en ga supplies en verhoog de substraat temperatuur tot 550 °C.</li>
	<li>Begin met het leveren van Cu (depositie snelheid: 1,5 Å/s) op de (in, ga)xsey voorloper en ga verder tot de Cu/(in + ga) compositorische verhouding van de film bereikt 1,15. Merk op dat de SE depositie snelheid wordt gehandhaafd op 15 Å/s door de 2ND fase (namelijk 2ND fase).</li>
	<li>Stop met het leveren van Cu en verdampen in en ga opnieuw met dezelfde depositie snelheden als de 1St stage tot eindelijk een ongeveer 2 ΜM dik CIGS-film met cu/(in + ga) compositorische verhouding van 0,9. Houd de SE depositie-en substraat temperatuur bij respectievelijk 15 Å/s en 550 °C. De depositie tijd van dit stadium is 4 min (namelijk 3RD stage).</li>
	<li>Om een volledige reactie te garanderen, heeft de afgezette CIGS film onder Ambient se (15 Å/s) gedurende 5 min bij de substraat temperatuur van 550 °C.</li>
	<li>Koel de ondergrond temperatuur af tot 450 °C onder omgevingstemperatuur se (15 Å/s) en ontlaad vervolgens het onderbouw substraat wanneer de ondergrond temperatuur lager is dan 250 °C.</li>
</ol>3. groei van de CdS-buffer laag op de absorberende laag van CIGS met behulp van een Chemical Bath afzetting (CBD)-methode
<ol><li>Bereid de CdS-reactie-badoplossing voor in een bekerglas van 250 mL door toevoeging van 97 mL DI water, 0,079 g cd (CH3COO)2· 2h2O, 0,041 g van NH2CSNH2en 0,155 g van CH3coonh4. Roer de oplossing enkele minuten om te mengen. Zorg ervoor dat alle toegevoegde opgeloste stoffen volledig zijn opgelost.</li>
	<li>Voeg 3 mL NH4Oh (28% NH3) toe aan de badoplossing en roer de oplossing 2 min. Figuur 1 toont de experimentele instelling van CBD voor cd's.</li>
	<li>Plaats het monster van CIGS in de reactie-badoplossing met behulp van een teflon-monsterhouder.</li>
	<li>Plaats het reactiebad in het waterwarmte bad op 65 °C en roer de reactie-badoplossing bij 200 tpm door middel van een magnetische balk tijdens het depositie proces.</li>
	<li>Reageer gedurende 20 minuten om een ongeveer 70 tot 80 nm CdS-buffer laag op de CIGS te genereren.</li>
	<li>Na de reactie, verwijder het monster uit de reactie-bad, wassen met een stroom van DI water, en drogen met N2 gas.</li>
	<li>Het monster bij 120 °C gedurende 30 minuten op een hete plaat.</li>
</ol>4. fabricage van het AgNW TCE-netwerk
<ol><li>Bereid een verdunde AgNW dispersie (1 mg/mL) door 19 mL ethanol te mengen met 1 mL van een gekochte op ethanol gebaseerde AgNW dispersie (20 mg/mL).</li>
	<li>Giet 0,2 mL van de verdunde AgNW dispersie op een monster van CdS/CIGS (2,5 cm x 2,5 cm) om het hele oppervlak van het monster te bedekken en draai het monster met 1.000 rpm gedurende 30 sec.</li>
	<li>Herhaal stap 4,2 zo nodig om de gewenste optische en elektrische eigenschappen te bereiken. Spin-Coat de AgNWs 3x. Een Scanning Electron microscopie (SEM) beeld van spin-Coated agnw TCE wordt weergegeven in Figuur 2.</li>
	<li>Na de spin-coating, anneal het monster bij 120 ° c gedurende 5 minuten op een hete plaat.</li>
</ol>5. afzetting van de 2ND CDs-laag
<ol><li>Bereid een nieuwe CdS-reactie-badoplossing voor zoals beschreven in stap 3,1.</li>
	<li>Stort cd's zoals in sectie 3, behalve indien nodig de reactietijd wijzigen. Opmerking: we hebben de reactietijd geoptimaliseerd en 10 min resulteerde in de CIGS-apparaat met de beste prestaties. Het effect van 2ND cd's afzetting tijd op de prestaties van een dun film zonnecel apparaat van CIGS is te vinden in ons vorige werk14.</li>
</ol>6. karakterisatie technieken
<ol><li>Karakteriseren de oppervlakte-en transversale morfologie van de AgNWs en de met cd's beklede AgNWs door veld emissie SEM en transmissie-elektronenmicroscopie (TEM).</li>
	<li>Meet de zonnecel prestaties met behulp van een stroom-voltagebron uitgerust met een Solar Simulator (1.000 W/m2, am 1.5 g).</li>
</ol>

<ol><li>Lee, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Determination+of+the+lateral+collection+length+of+charge+carriers+for+silver-nanowire-electrode-based+Cu%28In%2CGa%29Se2+thin-film+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Solar+Energy%22%5BJournal%5D)">Determination of the lateral collection length of charge carriers for silver-nanowire-electrode-based Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells.</a> Solar Energy. 180, 519-523 (2019).</li>
<li>Langley, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flexible+transparent+conductive+materials+based+on+silver+nanowire+networks%3A+a+review%5BTitle%5D)+AND+%22Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Flexible transparent conductive materials based on silver nanowire networks: a review.</a> Nanotechnology. 24 (45), 452001(2013).</li>
<li>Chung, C. -H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+nanowire+composite+window+layers+for+fully+solution-deposited+thin-film+photovoltaic+devices%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Silver nanowire composite window layers for fully solution-deposited thin-film photovoltaic devices.</a> Advanced Materials. 24 (40), 5499-5504 (2012).</li>
<li>Liu, C. -H., Yu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+nanowire-based+transparent%2C+flexible%2C+and+conductive+thin+film%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale+Research+Letters%22%5BJournal%5D)">Silver nanowire-based transparent, flexible, and conductive thin film.</a> Nanoscale Research Letters. 6 (1), (2011).</li>
<li>Yu, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+flexible+silver+nanowire+electrodes+for+shape-memory+polymer+light-emitting+diodes%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Highly flexible silver nanowire electrodes for shape-memory polymer light-emitting diodes.</a> Advanced Materials. 23 (5), 664-668 (2011).</li>
<li>Chung, C. -H., Hong, K. -H., Lee, D. -K., Yun, J. H., Yang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ordered+vacancy+compound+formation+by+controlling+element+redistribution+in+molecular-level+precursor+solution+processed+CuInSe2+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+of+Materials%22%5BJournal%5D)">Ordered vacancy compound formation by controlling element redistribution in molecular-level precursor solution processed CuInSe2 thin films.</a> Chemistry of Materials. 27 (21), 7244-7247 (2015).</li>
<li>Kim, A., Won, Y., Woo, K., Kim, C. -H., Moon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+transparent+low+resistance+ZnO%2FAg+Nanowire%2FZnO+composite+electrode+for+thin+film+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Highly transparent low resistance ZnO/Ag Nanowire/ZnO composite electrode for thin film solar cells.</a> ACS Nano. 7 (2), 1081-1091 (2013).</li>
<li>Singh, M., Jiu, J., Sugahara, T., Suganuma, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thin-film+copper+indium+gallium+selenide+solar+cell+based+on+low-temperature+all-printing+process%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Thin-film copper indium gallium selenide solar cell based on low-temperature all-printing process.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 6 (18), 16297-16303 (2014).</li>
<li>Kim, A., Won, Y., Woo, K., Jeong, S., Moon, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All-solution-processed+indium-free+transparent+composite+electrodes+based+on+Ag+Nanowire+and+Metal+Oxide+for+thin-film+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">All-solution-processed indium-free transparent composite electrodes based on Ag Nanowire and Metal Oxide for thin-film solar cells.</a> Advanced Functional Materials. 24 (17), 2462-2471 (2014).</li>
<li>Shin, D., Kim, T., Ahn, B. T., Han, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solution-processed+Ag+Nanowires+%2B+PEDOT%3APSS+hybrid+electrode+for+Cu%28In%2CGa%29Se2+thin-film+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Solution-processed Ag Nanowires + PEDOT:PSS hybrid electrode for Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 7 (24), 13557-13563 (2015).</li>
<li>Wang, M., Choy, K. -L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All-nonvacuum-processed+CIGS+solar+cells+using+scalable+Ag+NWs%2FAZO-based+transparent+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">All-nonvacuum-processed CIGS solar cells using scalable Ag NWs/AZO-based transparent electrodes.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 8 (26), 16640-16648 (2016).</li>
<li>Jang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cu%28In%2CGa%29Se2+thin+film+solar+cells+with+solution+processed+silver+nanowire+composite+window+layers%3A+buffer%2Fwindow+junctions+and+their+effects%5BTitle%5D)+AND+%22Solar+Energy+Materials+and+Solar+Cells%22%5BJournal%5D)">Cu(In,Ga)Se2 thin film solar cells with solution processed silver nanowire composite window layers: buffer/window junctions and their effects.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 170, 60-67 (2017).</li>
<li>Chung, C. -H., Bob, B., Song, T. -B., Yang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Current-voltage+characteristics+of+fully+solution+processed+high+performance+CuIn%28S%2CSe%292+solar+cells%3A+crossover+and+red+kink%5BTitle%5D)+AND+%22Solar+Energy+Materials+and+Solar+Cells%22%5BJournal%5D)">Current-voltage characteristics of fully solution processed high performance CuIn(S,Se)2 solar cells: crossover and red kink.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 120, 642-646 (2014).</li>
<li>Lee, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robust+nanoscale+contact+of+silver+nanowire+electrodes+to+semiconductors+to+achieve+high+performance+chalcogenide+thin+film+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Energy%22%5BJournal%5D)">Robust nanoscale contact of silver nanowire electrodes to semiconductors to achieve high performance chalcogenide thin film solar cells.</a> Nano Energy. 53, 675-682 (2018).</li>
</ol>

De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen hebben.

Merk op dat de afzetting tijd van de 2ND CDs-laag moet worden geoptimaliseerd om de optimale celprestaties te bereiken. Naarmate de afzetting tijd toeneemt, neemt de dikte van de 2ND CDs-laag toe, en daardoor zal het elektrische contact verbeteren. Echter, verdere afzetting van de 2ND CDs-laag zal resulteren in een dikkere laag die licht absorptie vermindert, en de efficiëntie van het apparaat zal afnemen. We bereikten de beste celprestaties met 10 min afzetting tijd voor de 2ND</sup...

Zilver nanodraad-(agnw) netwerken zijn uitgebreid bestudeerd als alternatief voor indium tin oxide (ITO) transparant geleidende dunne folies vanwege hun voordelen ten opzichte van conventionele transparante geleidende oxiden (tcos) in termen van lagere verwerkingskosten en betere mechanische flexibiliteit. Oplossing-verwerkte AgNW-netwerk transparante geleidende elektroden (TCEs) zijn zo werkzaam in Cu (in, ga) se2 (CIGS) dunne-film zonnecellen1,2,3,4,5 , 6. oplossingverwerkte agnw tces worden normaliter vervaardigd in de vorm van embedded-agnw of sandwich-agnw structuren in een geleidende matrix zoals PEDOT: PSS, Ito, ZnO, etc.7,8,9, 10,11 de matrix lagen kunnen de collectie van de laad dragers die in de lege ruimten van het agnw-netwerk aanwezig zijn, versterken.
De matrix lagen kunnen echter interfaciaal defecten genereren tussen de matrix laag en de onderliggende cd's buffer Layer in CIGS thin-film zonnecellen12,13. De interfaciaal defecten veroorzaken vaak een knik in de huidige dichtheids-voltage (J-V) curve, wat resulteert in een lage vulfactor (FF) in de cel, wat schadelijk is voor de zonnecellen. We hebben eerder een methode gemeld om dit probleem op te lossen door selectief een extra Thin CdS Layer (2ND CDs Layer) te storten tussen de agnws en de CDs buffer Layer14. De opname van een extra CdS-laag versterkte de contact eigenschappen in de kruising tussen de AgNW-en CdS-lagen. De carrier-collectie in het AgNW-netwerk werd daardoor sterk verbeterd en de celprestaties werden verbeterd. In dit protocol beschrijven we de experimentele procedure om een robuust elektrisch contact tussen het AgNW-netwerk en de CdS-buffer laag te fabriceren met behulp van een 2ND -CDs-laag in een dun-film Solar Cell van CIGS.

<table><tbody><tr><td>Mo</td><td>Materion</td><td>Zuiverheid: 3N5</td><td>Mo sputtering</td></tr><tr><td>Cu</td><td>5N Plus</td><td>Zuiverheid: 4N7</td><td>CIGS depositie</td></tr><tr><td>In</td><td>5N Plus</td><td>Zuiverheid: 5N</td><td>CIGS depositie</td></tr><tr><td>Ga</td><td>5N Plus</td><td>Zuiverheid: 5N</td><td>CIGS depositie</td></tr><tr><td>Se</td><td>5N Plus</td><td>Zuiverheid: 5N</td><td>CIGS depositie</td></tr><tr><td>Ammoniumacetaat</td><td>Alfa Aesar</td><td>11599</td><td>CdS reactieoplossing</td></tr><tr><td>Ammoniumhydroxide</td><td>Alfa Aesar</td><td>L13168</td><td>CdS reactieoplossing</td></tr><tr><td>Cadmiumacetaat dihydraat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>289159</td><td>CdS reactieoplossing</td></tr><tr><td>Thioureum</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T8656</td><td>CdS reactieoplossing</td></tr><tr><td>Zilver Nanodraad</td><td>ACSMaterial</td><td>AgNW-L30</td><td>AgNW dispersie</td></tr></tbody></table>

fabricage van robuust nanoscale contact tussen een zilver nanowire elektrode en cds buffer layer in cu (in, ga) se2 dunne-film zonnecellen

Fabrication of Robust Nanoscale Contact between a Silver Nanowire Electrode and CdS Buffer Layer in Cu(In,Ga)Se2 Thin-film Solar Cells

Zilver nanodraad-transparante elektroden zijn gebruikt als venster lagen voor cu (in, ga) se2 dunne-film zonnecellen. Kale zilver nanodraad-elektroden resulteren normaal in zeer slechte celprestaties. Het insluiten of inbedden van zilverkleurige nanodraden met matig geleidende transparante materialen, zoals indium tin oxide of zinkoxide, kan de celprestaties verbeteren. De oplossings-verwerkte matrix lagen kunnen echter een significant aantal interfaciaal defecten veroorzaken tussen transparante elektroden en de CdS-buffer, wat uiteindelijk kan resulteren in lage celprestaties. Dit manuscript beschrijft hoe een robuust elektrisch contact tussen een zilver nano-elektrode en de onderliggende CDs-buffer laag in een cu (in, ga) se2 zonnecel te fabriceren, waardoor hoge celprestaties mogelijk zijn met behulp van matrix-vrije zilver nanodraad-transparant Elektroden. De matrix vrije zilver nanodraad--elektrode, gefabriceerd volgens onze methode, bewijst dat de charge-Carrier Collection-capaciteit van zilver nanodraad-elektrode cellen zo goed is als die van standaard cellen met gesputterde ZnO: al/i-ZnO zolang de zilveren nanodraden en Cd's hebben een kwalitatief hoogwaardig elektrisch contact. Het hoogwaardige elektrische contact werd bereikt door een extra CDs-laag zo dun als 10 nm op het zilverkleurige nanodraad-oppervlak te storten.

De laag structuren van de CIGS-zonnecellen met (a) standaard ZnO: al/i-ZnO en (b) AgNW TCE worden weergegeven in Figuur 3. De oppervlaktemorfologie van CIGS is ruw en een nanoschaal kloof kan ontstaan tussen de AgNW-laag en de onderliggende CdS-buffer laag. Zoals aangegeven in Figuur 3a, kan de 2ND CDs-laag selectief worden afgezet op de nanoschaal-kloof om een stabiel elektrisch contact te creëren. De gedetailleerde u...

In dit protocol beschrijven we de gedetailleerde experimentele procedure voor de fabricage van een robuust nano weegschaal contact tussen een zilver nanodraad-netwerk en een CDs-buffer laag in een dun-film Solar Cell van CIGS.

Fabricage van robuust Nanoscale contact tussen een zilver Nanowire elektrode en CdS buffer Layer in Cu (in, ga) se2 dunne-film zonnecellen

Silver nanowire transparent electrodes have been employed as window layers for Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells. Bare silver nanowire electrodes ...

Silver nanowire netwerken zijn een opkomende technologie ter vervanging van traditionele transparante geleidende oxiden in de dunne-film zonnecel applicatie. Het elektrische contact met de onderliggende laag is echter een probleem geweest. Ons protocol is een eenvoudige procesmethode om elektrische contacteigendom tussen zilvernanowirenetwerk en de onderliggende CdS-bufferlaag in CIGS dunne-film zonnecellen te verbeteren.Onze methode is een zeer eenvoudig, reproduceerbaar en goedkoop oplossingsgebaseerd proces. Het is ook vergelijkbaar met het bestaande oplossingsgebaseerde proces, om CIGS dunne-film zonnecellen te fabriceren. Ten eerste, laad gereinigde glazen substraten in een DC magnetron, en pomp naar beneden te blazen vier keer 10 naar de min zes torr.Stroom argon gas, en zet de werkdruk op 20 millitorr. Zet het plasma aan en verhoog het gelijkstroomvermogen tot drie kilowatt. Na het voorspreten drie minuten voor doel reiniging, beginnen met de molybdeen depositie totdat de molybdeen film dikte bereikt ongeveer 350 nanometer.Stel vervolgens de werkdruk in op 15 millitorr, met behoud van het uitgangsvermogen op 3 kilowatt. Hervat de molybdeendepositie totdat de totale dikte van molybdeen ongeveer 750 nanometer bereikt. Laad het molybdeengecoate glas in een voorverwarmde co-verdamper onder een vacuüm lager dan 5 keer 10 tot de min 6 torr.Stel de temperaturen in van de indium-, gallium- en selenium effusiecellen die depositiesnelheden van respectievelijk 2,5, 1,3 en 15 angstroms per seconde opleveren. Controleer de depositiesnelheden met behulp van de kwartskristal microbalans techniek. Begin te leveren indium, gallium, en selenium op de molybdeen-gecoate glas om een een-micrometer-dikke indium-gallium-selenium precursor laag te vormen bij een substraat temperatuur van 450 graden Celsius.Na 15 minuten, stop de indium en gallium leveringen en verhoging van het substraat temperatuur tot 550 graden Celsius. Vervolgens beginnen om koper te leveren op de indium-gallium-selenium voorloper en ga verder totdat de koper-naar-indium + gallium compositorische verhouding van de film bereikt 1,15. Stop met het leveren van koper en verdampen het indium en gallium opnieuw met dezelfde depositiepercentages als de eerste fase om een ongeveer 2 micrometer dikke CIGS-film te vormen met een koper-naar-indium+gallium compositorische verhouding van 0,9.Houd de seleniumdepositie en substraattemperatuur op respectievelijk 15 angstroms per seconde en 550 graden Celsius. Om een volledige reactie te garanderen, anneal de gedeponeerde CIGS film onder ambient selenium gedurende 5 minuten bij een substraat temperatuur van 550 graden Celsius. Verlaag de substraattemperatuur tot 450 graden Celsius onder omgevingsselenium en onte loss vervolgens het CIGS gedeponeerde substraat wanneer de substraattemperatuur lager is dan 250 graden Celsius.Bereid een cadmiumsulfide reactie bad oplossing in een 250 milliliter bekerglas, door toevoeging van gedeïoniseerd water, cadmium acetaat dihydraat, thiourea, en ammonium acetaat. Roer de oplossing enkele minuten door tot ze homogeen zijn. Voeg 3 milliliter ammoniumhydroxide toe aan de badoplossing en roer gedurende 2 minuten.Plaats vervolgens het CIGS-monster in de reactiebadoplossing met behulp van een Teflon-monsterhouder. Plaats het reactiebad in een waterhitbad, gehandhaafd op 65 graden Celsius. Roer de reactiebadoplossing bij 200 RPM tijdens het depositieproces, waardoor de reactie gedurende 20 minuten kan doorgaan om een cadmiumsulfidebufferlaag van ongeveer 70-80 nanometer op de CIGS te genereren.Na de reactie, verwijder het monster uit het reactiebad, was met een stroom van gedeïsized water en droog met stikstofgas. Anneal het monster op 120 graden Celsius gedurende 30 minuten op een voorverwarmde kookplaat. Bereid een 1-milligram-per-milliliter zilver nanodraad dispersie door het mengen van 90 milliliter ethanol met 1 milliliter van een 20-milligram-per-milliliter ethanol gebaseerde zilver nanodraad dispersie.Giet 0,2 milliliter van de verdunde zilver nanodraad dispersie op een cadmiumsulfide CIGS monster, om het hele oppervlak te dekken, en draai het monster op 1000 RPM gedurende 30 seconden. Hierna u de zilveren nanodraden 3 keer bedek. Na spin-coating, anneal het monster op 120 graden Celsius gedurende 5 minuten op een voorverwarmde kookplaat.Bereid een nieuwe cadmiumsulfide reactie bad oplossing zoals eerder beschreven. Deponeren cadmiumsulfide zoals eerder beschreven, behalve verander de reactietijd, indien nodig. Nu, karakteriseren het oppervlak morfologie van cadmium sulfide-gecoate zilveren nanodraden door optische microscopie.Meet de prestaties van zonnecellen met behulp van een huidige spanningsbron uitgerust met een zonnesimulator. De laagstructuren van de CIGS-zonnecellen met standaard aluminium-gedopt zinkoxide op intrinsiek zinkoxide en zilver nanowire netwerk transparant geleidende elektroden worden hier getoond. De tweede cadmiumsulfidelaag kan selectief op de nanoschaalkloof worden afgezet om een stabiel elektrisch contact te creëren.Cross-sectionele transmissie elektronenmicroscopie beelden, langs de tweede cadmiumsulfide laag, afgezet op de zilveren nanowire netwerk op de cadmiumsulfide CIGS structuur, en over de tweede cadmiumsufide laag afgezet op de zilveren nanowire netwerk, worden hier getoond. De tweede cadmiumsulfidelaag wordt gelijkmatig afgezet op het oppervlak van de zilveren nanodraden en de cadmiumlaag op de kern-shell zilver nanodraadstructuur wordt geproduceerd. De tweede cadmiumsulfidelaag vult de luchtgaten tussen de cadmiumbuffer en de zilvernanodraadlagen en er wordt stabiel elektrisch contact bereikt.De apparaatprestaties van een CIGS dunne-film zonnecel met kale zilveren nanodraden, en de cadmiumsulfide laag op de kern-shell zilveren nanowire transparante geleidende elektroden wordt hier getoond. Als gevolg van onstabiele elektrische contact de cel met kale zilveren nanodraden heeft slechte prestaties van het apparaat. Depositie van een tweede cadmiumlaag verbetert de celprestaties sterk.De belangrijkste stap in ons protocol is het fabriceren van een tweede CdS-laag op het zilveren nanodraadnetwerk. De uiteenlopende tijd kan worden geoptimaliseerd door het meten van de prestaties van het apparaat van de CIGS dunne-film zonnecel. We stellen een methode voor om robuust elektrisch contact op nanoschaal te fabriceren in het CIGS-systeem.Wij geloven dat onze methode kan worden toegepast op andere zonnecelsystemen, die verbetering van elektrische contacteigenschappen vereisen.

fabrication-robust-nanoscale-contact-between-silver-nanowire

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Polykristallijn silicium dunne-film zonnecellen op glas worden vervaardigd door afzetting van boor en fosfor gedoteerd silicium lagen gevolgd door kristallisatie, defect passivering en metallisatie. Plasmonische licht-trapping wordt ingeleid door de vorming van Ag nanodeeltjes op de silicium celoppervlak afgedekt met een diffuus reflector resulteert in ~ 45% fotostroom toebehoren.

Polykristallijn silicium dunne-film zonnecellen met plasmonische-enhanced Light-trapping

Een algemene strategie voor de ontwikkeling van lading-scheiden van halfgeleider nanokristallen composieten inzetbaar voor zonne-energie productie wordt gepresenteerd. We zien dat de assemblage van donor-acceptor nanokristallen domeinen in een nanodeeltje geometrie ontstaat een fotokatalytische functie, terwijl bulk heterojuncties van donor-acceptor nanokristallen films kunnen worden gebruikt voor fotovoltaïsche omzetting.

Oogsten Zonne-energie door middel van Charge-scheiden Nanokristallen en hun Solids

Zilveren nanodraden kunnen tegelijkertijd elektronen en optische informatie vervoeren in de vorm van oppervlakteplasmonen. Hier wordt een procedure beschreven om een dergelijke gedeelde circuit te realiseren en de beperkingen bij het propageren van beide informatiedragers worden geëvalueerd.

Plasmonische transport evalueren in stroomvoerende zilveren nanodraden

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.

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

Er wordt een haalbare op transferdruk gebaseerde methodologie beschreven om plasmonische metaalnanostructuren in zonnepanelen te introduceren. Met behulp van nanopijler poly(dimethylsiloxane) stempels, werd een Ag-gebaseerde geordende nanodisk-array geïntegreerd met standaard gehydrogeneerde microkristallijne Si-zonnepanelen, wat leidde tot verbeterde prestaties van het apparaat als gevolg van plasmonisch lichtopsluiting.

Integratie van Licht Trapping Silver Nanostructures in gehydrogeneerde Microkristallijn silicium zonnecellen door Transfer Printing

Hier presenteren we een protocol voor het synthetiseren Zn 1-x Mg x O / Cu 2 O heterojunctions in de open lucht bij lage temperatuur via luchtdruk ruimtelijke atomic layer deposition (AP-SALD) van Zn 1-x Mg x O op koperoxide. Dergelijke hoge kwaliteit conforme metaaloxiden kan worden geteeld op een verscheidenheid van substraten, waaronder kunststoffen door deze goedkope en schaalbaar methode.

Verbeterde Heterojunction Kwaliteit in Cu<sub&gt; 2</sub&gt; O-gebaseerde zonnecellen door het optimaliseren van de atmosferische druk Ruimtelijke Atomic Layer Afgezet<br /&gt; Zn<sub&gt; 1-x</sub&gt; Mg<sub&gt; x</sub&gt; O

Een eenvoudige synthesemethode wordt gebruikt om zilveren nanodraad-dunne film chemisch te solderen om zeer rekbare en geleidende metalen geleiders te fabriceren.

Een Fabrication Methode voor Zeer rekbaar Dirigenten met Zilveren Nanodraden

Dit protocol beschrijft de synthese en afzetting van oplossing anorganische nanokristallen laag voor laag op dunne film elektronica op niet-geleidende oppervlakken te produceren. Solvent-gestabiliseerde inkten kunnen volledige fotovoltaïsche apparaten op glassubstraten via spin en neveldeklaag volgende post-depositie ligand uitwisseling en sinteren produceren.

Fabricage van Fully Solution Verwerkte Anorganische Nanocrystal Fotovoltaïsche apparaten

Twee ' gecombineerde Stress met in situ meting ' testopstellingen, waardoor real-time bewaking van versnelde afbraak van zonnecellen en modules, zijn ontworpen en gebouwd. Deze opstellingen toestaan het gelijktijdige gebruik van vochtigheid, temperatuur, elektrische vooroordelen en verlichting zo onafhankelijk gecontroleerde stressfactoren. De opstellingen en verschillende experimenten uitgevoerd worden gepresenteerd.

In Situ Toezicht op de afbraak van de versnelde prestaties van zonnecellen en Modules: een Case-Study voor Cu (In, Ga) Se2 zonnecellen

Dit document heeft tot doel een methode te presenteren om gladde en goed gecontroleerde films van zilverchloride (AgCl) te vormen met aangewezen dekking bovenop dunne filmzilverelektroden.

Fabricage van dunne film zilver / zilverchloride elektroden met fijn gecontroleerde enkele laag zilverchloride

Dit werk beschrijft het volledige fabricageproces van dunne absorberende cadmium selenium telluride / cadmium telluride fotovoltaïsche apparaten voor verbeterde efficiëntie. Het proces maakt gebruik van een geautomatiseerd in-line vacuümsysteem voor close-space sublimatie depositie die schaalbaar is, van de fabricage van kleine gebied onderzoeksapparaten en grootschalige modules.

Close-Space Sublimatie-Gedeponeerd Ultra-Thin CdSeTe/CdTe Zonnecellen voor verbeterde kortsluiting stroomdichtheid en fotoluminescentie

Leer een eenvoudige methode om elektrisch contact te verbeteren tussen zilver nanodraadnetwerken en CdS bufferlagen in CIGS dunne-film zonnecellen. Dit reproduceerbare proces verhoogt de efficiëntie van zonne-energie.

Fabricage van robuust Nanoscale contact tussen een zilver Nanowire elektrode en CdS buffer Layer in Cu (in, ga) se2 dunne-film zonnecellen (Video) | JoVE Journal

Fabricage van robuust Nanoscale contact tussen een zilver Nanowire elektrode en CdS buffer Layer in Cu (in, ga) se₂ dunne-film zonnecellen

Meer video's verkennen