Близко-пространство Сублимация-депозитанной Ультра-тонкий CdSeTe / CdTe солнечные клетки для расширения короткого замыкания Текущей плотности и фотолюминесценции

Эта работа описывает полный процесс изготовления тонкого амортизатора кадмия селена теллурид / кадмий теллурид фотоэлектрических устройств для повышения эффективности. В процессе используется автоматизированная влиневая вакуумная система для осаждения сублимации ближнего пространства, которая является масштабируемой, от изготовления небольших исследовательских устройств, а также крупномасштабных модулей.

Добавление теллурида селенов кадмия к поглотителей кадмия теллурида имеет важное значение для улучшения фотоэлектрической эффективности. Более высокая эффективность и экономия материалов с ультра тонкими слоями заранее фотоэлектрических и возобновляемых источников энергии развития. Основными преимуществами автоматизированного сублимации в тесном пространстве или CSS является быстрое сублимация близкого пространства и автоматическое осаждение обеспечивает воспроизводимость на всех устройствах.

Сублимация близкого пространства решает одну из проблем при осаждении амортизаторов пленки для солнечных элементов. Проблема заключается в том, что это может быть довольно медленно, чтобы депозит тонких пленок так близко пространства сублимации позволяет нам сделать это более быстрыми темпами и, следовательно, производить больше солнечных элементов в один день. Этот метод осаждения также очень полезен для других тонких отложений пленки в том, что во много раз атмосферное воздействие нежелательно.

Как и в любой системе изготовления, первоначальный надзор со стороны опытного пользователя является весьма целесообразным. Поскольку изготовление этих двухслойных амортизаторов фотоэлектрических устройств требует многих шагов, визуализация образца после каждого этапа имеет решающее значение для понимания того, какие визуальные качества пленки необходимы. Начните с помощью портативного воздуходувки, чтобы аккуратно удалить любые частицы пыли из чистого прозрачного проводя оксида покрытием субстрата отмечены постоянным маркером и использовать пару резиновых наконечником пинцет для загрузки чистого субстрата на образец держателя прозрачной проведения оксида стороне вниз.

С закрытой дверью замка нагрузки, насос блокировки нагрузки вниз до тех пор, пока датчик давления блокировки нагрузки читает ниже пяти раз 10 до отрицательных двух торр и выключить насос блокировки нагрузки. Включите открыть ворота блокировки нагрузки и ждать, пока давление до уровня, прежде чем вручную вставить руку передачи так, что образец сидит над ставнями катода. Установите желаемое время осаждения на таймер и начните время, как затвор вручную открыт.

Немедленно закройте затвор по мере того как таймер идет и вполне втягивает рукоятку перехода перед закрывать строб замка нагрузки и разгружать образец. Для получения скорости осаждения оксида магния используйте аппликатор с наконечником хлопка, смоченной в метаноле, чтобы удалить маркер из образца свидетеля и измерить толщину с помощью профилометра. Для сублимации слоев амортизатора в тесном пространстве установите верхние и нижние источники в системе осаждения с температурным дифференциалом для надлежащей сублимации материала.

Используйте портативный воздуходувки, чтобы аккуратно удалить любые частицы пыли из чистого оксида магния цинка и прозрачного проведения оксида покрытием субстрата и загрузить чистый субстрат на образец держателя магния оксида цинка сторону вниз. После закрытия двери блокировки нагрузки, включите переключатель грубой блокировки нагрузки, чтобы откачать блокировку нагрузки. Во время откачки вниз, установить осаждение рецепт кадмия теллурида свидетель образца до 110 секунд жить время в источнике подогрева, чтобы поднять стекло примерно до 480 градусов по Цельсию, 110 секунд в источнике кадмия теллурида для осаждения кадмия теллурида, 180 секунд в источнике хлорида кадмия для пассивизации теллурида поликристаллина кадмия, 240 секунд в аннеал источнике для привода хлорида кадмия в амортизатор , и 300 секунд в источнике охлаждения.

Когда блокировка нагрузки накачивается ниже 40 миллиторов, откройте клапан ворот и запустите рецепт осаждения в программном обеспечении. Рука передачи автоматически переходит в заданные позиции, возвращаясь в домашнее положение по завершении. Когда осаждение завершено, вентиляционные блокировки нагрузки в атмосферу и открыть дверь блокировки нагрузки.

Когда образец достаточно прохладно, чтобы справиться, удалить его с ворса свободной тканью. Используйте деионизированную воду для полоскания видимых остатков хлорида кадмия с поверхности пленки в градуированный стакан и высушите пленку сжатым азотом. Затем используйте лезвие бритвы, чтобы соскребать небольшую площадь материала кадмия теллурида от субстрата и использовать поверхностный профилометр для измерения толщины пленки кадмия теллурида для определения скорости осаждения.

Когда давление блокировки нагрузки ниже 40 миллиторов, запустите рецепт выпека в программном обеспечении. Когда выпекать завершена, установить рецепт осаждения для кадмия селена telluride свидетель образца для установления толщины. Установите 140 секунд времени в источнике подогрева, чтобы поднять стекло примерно до 540 градусов по Цельсию, 300 секунд в источнике теллурида селена кадмия для осаждения теллурида селена кадмия и 300 секунд в источнике охлаждения.

Когда давление блокировки нагрузки достигнет ниже 40 миллиторов, выполните рецепт осаждения. Когда осаждение пленки селеном кадмия будет завершено, выгрузите охлажденный образец тканью без ворса и соцарапайте небольшой участок материала для определения скорости осаждения теллурида селена кадмия с помощью профилометра, как это было попродемонстрировано ранее. Чтобы изготовить 1,5 микрон одного кадмия теллурида амортизатора, установите рецепт осаждения на основе скорости осаждения кадмия теллурида и обработки хлорида кадмия, ранее оптимизированной для ультратонких амортизаторов.

Используйте разогретое время обитания 110 секунд, кадмийный теллурид, если время жителя составляет 60 секунд, хлорид кадмия - 150 секунд, а время употребления аннеала - 240 секунд, а время охлаждения - 300 секунд. Когда давление блокировки нагрузки достигает ниже 40 миллиторов, откройте клапан ворот блокировки нагрузки и выберите старт. Программа автоматически запустит выбранный рецепт осаждения, возвращаясь в домашнее положение по завершении шага охлаждения.

Для изготовления 0,5 микрон кадмия селена теллурид и 1,0 микрона кадмия теллурида билайер амортизатор, установить рецепт осаждения на основе скорости осаждения амортизатора с подогревом времени жизни 140 секунд, кадмия селена telluride жить время 231 секунд, кадмий теллурид жить время 50 секунд, кадмий хлорид жить время 150 секунд, аннеал время 240 секунд , и время охлаждения 300 секунд. Когда давление блокировки нагрузки достигает ниже 40 миллиторов, выполняйте рецепт осаждения. Затем разгрузите образец после завершения рецепта и пробного охлаждения, как попродемонстрировано.

Когда верхние и нижние источники достигли операционной температуры, загрузите образец на держатель образца и последовательно переместите руку переноса в разогретый медный хлорид и аннеальные позиции в соответствии с таймером, установленным для времени осаждения каждой позиции. Рецепт меди в этом протоколе был оптимизирован для 1,5 микрон устройств. Когда последний таймер отключается, вручную возвращай руку передачи в домашнее положение и закройте клапан ворот блокировки нагрузки.

Для испарения осаждения тонкого телята загрузите образец пленки вниз на держатель образца и закройте верхнюю часть камеры. Вручную переместив рычаг в грубое положение. Когда давление падает ниже 10 миллиторов, поверните рычаг обратно в положение перед линией и подождите около 30 секунд для любого сиюминутного всплеска давления, который будет решен перед открытием высокого вакуумного клапана.

Когда считыватель давления камеры основывал вне, правильное давление осаждения одного времени 10 к отрицательному пятому torr было достига. Включите выключатель питания, откройте затвор и включите текущий элемент управления, чтобы начать осаждение. Когда дисплей кварцевого кристаллического монитора показывает желаемую толщину готурия, быстро и одновременно поверните ток к нулю, выключите выключатель питания и закройте затвор.

Перед нанесением краски обратно контакт, встряхнуть обратно контактное решение для обеспечения полного смешивания. Спрей раствор через образец в замедленном боковом движении, чтобы применить единый контакт никеля обратно на образец. После того, как задний контакт немного высохнет, повторите применение столько раз, сколько необходимо для полного покрытия.

Чтобы закончить тонкую конструкцию пленки в электрически контактные устройства, поместите образец, загруженный в металлическую маску, в перчаточный ящик и используйте шланг для сифона, чтобы применить стеклянную коробку среды к разоблаченным частям образца. Повторите приложение со второй маской так, что после завершения разграничения, 25 малых квадратных устройств появляются в пять на пять шаблон на образце. Затем очистите пленку стороне образцов с хлопчатобумажной наконечником аппликатора, смоченной в деионизированной воде.

Чтобы свести к минимуму боковое сопротивление в электрических измерениях готовых устройств, припой сетки шаблон между устройствами с припоем индия. Добавление теллурида селенов кадмия к тонкому амортизатору кадмия улучшает эффективность устройства благодаря превосходному качеству абсорбаторного материала, продемонстрированное более высокой фотолюминесценцией и более длительным сроком службы фотолюминесценции. Большая эффективность также достигается при более высокой плотности короткого замыкания.

Нисходящий сдвиг в кривой напряжения плотности светового тока вдоль текущей оси плотности соответствует увеличению плотности тока короткого замыкания для наиболее эффективных двухслойных амортизаторов по сравнению с наиболее эффективных однокадийных теллурид поглотитель устройства. Измерения квантовой эффективности теллурида кадмия и кадмия селена telluride/cadmium telluride показывают дополнительную фотон-конверсию в диапазоне длинной длины волны устройства билейера и подтверждают увеличение плотности короткого замыкания для этого устройства. Важность оптимизации теллурида селена кадмия к соотношению толщины кадмия теллурида демонстрируется сравнением результатов текущего напряжения плотности.

Данные по соотношению 0,5 к 1,0 микрона и соотношению 1,25 к 0,25 микрона свидетельствуют о значительном изломе последнего неоптимического устройства и, как следствие, снижении фотоэлектрической эффективности. Самое главное помнить, что соотношение толщины между теллурид селена кадмия и теллурид кадмия является обязательным для респектабельной производительности устройства и должны быть оптимизированы для каждого билейера толщины поглотитель. После этой процедуры, дополнительный материальный слой может быть отложен после bilayer выступать в качестве электронного отражателя.

Введение этого слоя может свести к минимуму препятствие дефицита напряжения в устройствах на основе кадмия теллурида. Включение сплава теллурида селен кадмия в двухслойные солнечные элементы было полезно не только для солнечных элементов, но и для развития свойств этого сплава в других фотоэлектрических приложениях. Соединения кадмия могут быть опасными.

Когда мы используем такие соединения и когда мы промыть остатки от пленок, важно носить перчатки, лабораторные пальто, а затем использовать соответствующие процедуры для удаления опасных отходов.