Name: Termal Buharlaşma ve Atomik katman Biriktirme tarafından Record-verimlilik SNS Güneş Pilleri yapma (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-05-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 14 min 1 s
Description: Öğrenin kalay sülfür güneş pilleri üretimini atomik katman biriktirme ve termal buharlaştırma yöntemleriyle. Bu teknikler %4,36 ve %3,88 verimlilik sağlayarak toksik olmayan güneş enerjisi uygulamaları için güvenilir bir platform sunar.

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

Yazarlar sertifikalı JV ölçümleri için Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı (NREL) Paul Ciszek ve Keith Emery teşekkür etmek istiyorum, Riley Brandt (MİT) fotoelektron spektroskopisi ölçümleri için, ve hipotez testi bölümü için ilham için Jeff Cotter (ASU). Bu çalışma hibe 02.20.MC11 altında Bosch Enerji Araştırma Ağı aracılığıyla sözleşme DE-EE0005329 altında Sunshot Girişimi aracılığıyla ABD Enerji Bakanlığı ve Robert Bosch LLC tarafından desteklenmektedir. V. Steinmann, R. Jaramillo, K. Hartman desteğini sırasıyla Alexander von Humboldt vakıf, bir DOE EERE Doktora Sonrası Araştırma Ödülü ve Intel Doktora Bursu, kabul. Ödül ECS-0335765 altında Ulusal Bilim Vakfı tarafından desteklenen Harvard Üniversitesi Nano Sistemleri Merkezi&#39;nin bu iş yapılmış kullanımı.

1. Yüzey Seçimi ve Kesme <ol><li> Satınalma kalın termal oksit ile Si gofret cilalı. Burada bildirilen cihazlar için, 300 nm veya daha kalın termal oksit ile 500 mikron kalınlığında gofret kullanın. Yüzey seçim kriterleri Tartışma bölümünde ele alınmıştır. </li><li> Spin kat tipik bir pozitif fotorezist ile gofretin cilalı tarafı (SPR 700 veya PMMA A. 495) ve yumuşak fırında (100 ° C&#39;de 30 sn). Not: Bu bir sonraki kesim aşamasında hasar veya bulaşmayı önlemek için koruyucu bir tabakadır. </li><li> 1 &quot;× 1&quot; (25.4 x 25.4 mm 2) kare yüzeyler halinde gofreti kesmek için bir kalıp gördüm kullanın. </li></ol> 2. Yüzey Temizleme <ol><li> 60 ° C - 45 °, 5 dakika boyunca iyonu giderilmiş (Di) su içinde bir ultrason banyosunda, ardından sıkıştırılmış azot tabancası kullanılarak adımı kesme sonucu parçacıkları ve diğer tortu çıkarın. </li><li> Ultrasonik ba ile fotodirenç katmanı kaldırın60 ° C - 45 °, 5 dakika boyunca aseton içinde inci. </li><li> Aseton, etanol ve izopropil alkol: 60 ° C - 5 45 dakika boyunca 3 daha sonra ultrasonik banyo, tüm maruz kalan alt-tabakanın temizlenmesi. Substratlar kuvars taşıyıcıya devam ederken, sıkıştırılmış azot tabancası ile kurutulması suretiyle bitirin. </li></ol> 3. Mo Püskürtme <ol><li> Bir yüksek vakum püskürtme sistemi içine temiz Si / SiO2 yüzeylerde yükleyin. Alt tabaka plaka Unheated ve alt tabaka dönme etkin olduğundan emin olun. 2 ile eğik magnetron silahlarla ticari sistem &quot;hedefler ve yaklaşık 4 bir atış mesafesi&quot; Burada bildirilen cihazların işlem için. </li><li> Nispeten yüksek arka plan basınç Ar gibi 10 mTorr ilk katman (yapışma tabakası) yatırın. 360 nm kalınlığında 2.6 a / sn&#39;lik bir büyüme oranı veren 180 W bir püskürtme gücünü (DC), ve bir birinci Mo katmanı ile Burada bildirilen cihazlar, işlem için. </li><li> Ikinci yatırınnispeten düşük arka plan basınç Ar gibi 2 mTorr de katman (iletken tabaka). Birinci tabaka (180 W) ile aynı püskürtme gücünü kullanın ve aynı kalınlıkta mevduat. Not: Burada bildirilen cihazlar ilk katman aynı kalınlıkta nm 360, bir ikinci Mo tabakası vardı. </li><li> Mo birikimi sonra, SNS biriktirme aşamasında kadar vakum altında yüzeylerde saklayın. </li></ol> 4. SNS Biriktirme Not: ALD birikim tekniği alt bölüm 4.1 içinde tarif edilmektedir ve TE yerleştirme alt bölüm 4.2 içinde tarif edilmektedir. ALD yerleştirme sistemi, Şekil 2 &#39;de gösterilmiştir, ve TE yerleştirme sistemi, Şekil 3&#39; de gösterilmiştir. <ol><li> ALD mevduat SNS <ol><li> Reaktöre yüklemeden önce organik parçacıkların ayrılması için 5 dakika boyunca UV ozon temizleyici Mo substratlar koydu. Sonra alt tabaka tutucu alt tabakaları yerleştirmek ve biriktirme bölgeye yerleştirin. </li><li> Fırın tempe Dengelenmesindebirikmesini başlamadan önce 200 ° C de süreyle. </li><li> Bis reaksiyonu (N, N &#39;-diisopropylacetamidinato) -kalay (II): [Sn 2, burada Sn (AMD) olarak adlandırılır (2 MeC (N -iPr)) 2] ve hidrojen sülfid (H SNS ince filmler büyütün 2S) 4. <ol><li> Sn (AMD), 95 ° C&#39;lik sabit bir sıcaklıkta 2 öncüsünü tutun. Biriktirme bölgeye fırında konteynerden Sn (amd) 2 buharın teslim yardımcı olmak için saf N 2 gazı kullanın. Her ALD döngüsü sırasında, Sn (amd) tedarik üç doz 1.1 Torr saniyenin toplam maruz kalma 2 habercisi. </li><li> Kükürt kaynağı olarak N2 içinde% 4 H2 S bir gaz karışımı kullanın. Hidrojen sülfür buharına maruz doz başına 1.5 Torr ikinci olduğundan emin olun. H 2 S kısmi basıncı ve N 2 H 2 S toplam basınç sırasıyla 0.76 Torr ve 19 Torr olduğundan emin olun. </li></ol></li><li> Set tSn öncüsü dozu ve H 2 S dozu arasındaki süre pompalama o birikimini hızlandırmak amacıyla (kısa çoğu diğer konvansiyonel ALD prosedürlerine göre) sadece 1 sn olmak. Not: Sn öncüsü tamamen bu kısa pompalama zaman kaldırılmaz Çünkü H 2 S geldiğinde, bazı kalıntı Sn öncüsü olmaya devam etmektedir. Böylece işlem darbeli CVD işlemi olarak tarif edilebilir. SNS filmin büyüme oranı 0.33 Å / devir veya 0.04 Å / sn. </li></ol></li><li> TE tarafından Mevduat SNS <ol><li> Işlem odası basıncı 2 x 10 -7 Torr ya da daha düşük olduğundan emin olun. Yük kilidi sayesinde odasına yükleyin yüzeyler. Tek bir klip ile ya da alt tabaka plakaya aşağı vidalanır uygun boyutta cepli özel bir substrat tutucu ile iki plaka yüzeylerde tutun. </li><li> Onların ayar için kaynak ve yüzey ısıtıcıları rampa. Burada bildirilen cihaz için yüzey sıcaklığı 240 ° C&#39;dir ve büyüme oranı 17 / sn; 610 ° C (kaynak tozu tek yük için zaman gerekli kaynak sıcaklığı artar) - aralığındaki 550 kaynak sıcaklığını ayarlamak bu büyüme oranını elde etmek. Hedef film kalınlığı 1.000 nm. </li><li> Öncesi ve işlem odasına QCM kolunu hareket ettirerek SNS film biriktirme sonra kuvars kristal monitör (QCM) ile biriktirme hızı ölçün. QCM alt-tabaka bir büyüme konumuna hareket ettirilebilir, böylece bu ölçüm için alt-tabaka oluşturulur. Not: biriktirme hızı 3 saat bir birikim süresi boyunca oldukça sabit kalır (0.05 Å / sn sapma ±). </li><li> Birikimi sonra havaya havalandırma önce geri yükleme kilide örnekleri aktarın. Hızlı bir şekilde vakumla ya da bir sonraki işleme aşamasından önce bir atıl atmosfer izolasyon kutusu ya depoya hava yoluyla numune taşıma. Not: Tipik kasıtsız hava pozlama süresi yaklaşık 3 dk. Tipik saklama süresi bir gün ve aw arasındaeek. </li></ol></li></ol> 5. SNS Tavlama Not: Bu adım ALD ve TE güneş hücreleri için biraz farklı yapılır. ALD güneş pilleri için tavlama işlemi alt bölüm 5.1&#39;de anlatılan ve TE güneş hücreleri için prosedür alt bölüm 5.2 içinde tarif edilmektedir. tavlama amacı Tartışma bölümünde ele alınmıştır. <ol><li> H 2 S gazı ALD yetiştirilen SNS filmleri tavlama. Not: Bu adım, ALD büyüme için kullanılan aynı sistem içinde gerçekleştirilir. <ol><li> 40 sccm&#39;lik 10 Torr basınçta bir akış oranında saf H 2S gazı (saf% 99.5) kullanın. </li><li> 400 ° C arasında bir sıcaklığa SNS film ısı ve H 2S gaz ortamında 1 st için tutun. Gaz sıcaklığı Ramping ve aşağı olmak üzere, tüm süreç boyunca akan emin olun. </li></ol></li><li> H 2 S gazı TE-yetiştirilen SNS filmleri tavlama. Özel bir tüp fırında bu adımı gerçekleştirin. <ol><li> Yük incifırının sıcak bölge bölgeye temiz bir kuvars plaka ve slayt üzerine e örnekleri. </li><li> Fırın kapatıldıktan sonra, saf N2 ile üç kez temizlemek ve taban baskı aşağı pompa sağlar. </li><li> 28 Torr&#39;da% 4, H 2 S 100 sccm&#39;lik gaz akışını oluşturulması. </li><li> 10 dakika boyunca 400 ° C&#39;ye kadar bir sıcaklık rampası. Numuneler sıcak bölgede yardım almadan soğumaya bırakın, sonra, 1 saat boyunca 400 ° C&#39;de tutun. Numuneler 60 ° C altında serin kadar sabit bir H2 S gaz akışı ve basıncı korur. Örnekleri çıkarın ve ya bir sonraki aşamada hemen devam etmek veya bir inert gaz, eldivenli bir kutu içinde depolanması içine yerleştirin. </li></ol></li></ol> Yerli Oksit 6. SNS Yüzey Pasivasyon Not: Bu adım ALD ve TE güneş hücreleri için biraz farklı yapılır. Alt bölümde 6.1 içinde ALD güneş pilleri için yüzey pasivasyonu prosedürü tarif edilmiştir ve TE güneş hücreleri için prosedür alt bölümde anlatılan6.2. Bu adımın işlevi daha ayrıntılı bir tartışma bölümünde ele alınmıştır. <ol><li> ALD yetiştirilen numuneler için, ALD tarafından Adada 2 ince bir tabaka büyür. Not: SNS büyümesi için kullanılandan daha başka bir reaktör kullanılır. <ol><li> Kalay siklik amid reaksiyonu ile SNO 2 büyümek [(1,3-bis (1,1-dimetiletil) -4,5-dimetil- (4R, 5R) -1,3,2-diazastannolidin-2-iliden) Sn (II)] ve hidrojen peroksit (H2O 2). 43 ° C de bir fırında ve oda sıcaklığında, bir kabarcık içinde H2O 2 siklik amid kalay öncü saklayın. </li><li> Birikimi için 120 ° C de alt-tabaka sıcaklığı muhafaza edin. </li><li> 5 döngü, toplam sırasıyla döngü başına 0.33 ile 1.5 Torr ikinci kullanılarak kalay öncü ve H2O 2, Açığa. X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) analizi 10 ile ölçülen sonuçlanan SnO 2 kalınlığı 0.6 0.7 nm olup olmadığını kontrol edin. </li></ol></li><li> TE-yetiştirilen numuneler için, thi oluşturmakHava maruz kalma Sno 2 n tabakası. <ol><li> 24 saat laboratuvar ortam havası örnekleri Açığa. XPS analizi ile ölçülen sonuçlanan SnO 2 kalınlığı yaklaşık 0.5 nm olup olmadığını kontrol edin. Not: Tipik RT C 24 ± 1 ° ve tipik nem (yaz aylarında daha yüksek)% 45 ±% 13 olduğu; Burada bildirilen cihazlar için, değerleri sırasıyla 24.6 ˚C ve &lt;% 30 idi. </li></ol></li></ol> Zn 7. Biriktirme (O, S) / ZnO Tampon Katman Not: Bu adım ALD ile SNS büyüme için kullanılan aynı ALD odasında gerçekleştirilir. <ol><li> ALD ile N katmanı: Bir Zn (O, S) büyütün. <ol><li> 120 ° C de alt-tabaka sıcaklığı muhafaza edin. </li><li> Büyüme Zn (O, S): dietilçinko reaksiyonu (Zn (Cı 2H 5) 2, DEZ), iyonu giderilmiş su (H2O) 2 S N2 içinde% 4, H, ve amonyaktan ALD N (NH 3) 11. Bubbler contai Mağazaoda sıcaklığında Ning DEZ. Bir döngü dizisi kullanın [DEZ-H 2 O-DEZ-NH 3] 14 - [DEZ-H 2 S] 1 ve bu süper döngüsü 12 kez tekrarlayın. Amonyak maruz 11 Torr ikinci olduğundan emin olun. </li><li> Rutherford gerisaçılımı spektroskopisi 12 ile ölçüldüğünde elde edilen filmde, S / Zn oranı, 0.14 olduğunu kontrol edin ve filmin kalınlığı yaklaşık olarak 36 nm olduğu. </li></ol></li><li> ALD tarafından ZnO katmanı büyütün. <ol><li> 120 ° C de alt-tabaka sıcaklığı muhafaza edin. </li><li> DEZ-H 2 O 50 ALD döngüleri ile ZnO büyüyecek Not: Elde edilen ZnO filmin kalınlığı yaklaşık 18 nm&#39;dir. </li></ol></li></ol> Şeffaf İletken Oksit 8. Biriktirme (TCO), indiyum kalay oksit (ITO) <ol><li> (610 mikron) alüminyum levha 6061 laboratuvar lazer kesici kullanarak &quot;bir 0.024 İTO gölge maskeleri kesin. Not: maskeleri 0.25 cm 2 olan 11 dikdörtgen cihazları tanımlamakboyutu artı optik yansıtma ölçümleri için kullanılan bir köşede büyük bir ped, bakınız Şekil 4. </li><li> Bir maske hizalama cihazları ve maskeler takın. Not: Bu yerde maskeleri sabitlemek için iç içe alt tabaka için cepler ve maske ve klipleri ile bir alüminyum levha olduğunu. </li><li> Reaktif magnetron püskürtme yoluyla Mevduat ITO. <ol><li> Yaklaşık 80 alt tabakayı ısıtın - 90 ˚C ve yüzey rotasyonunu sağlar. </li><li> 4 mTorr toplam basınçta 40 / 0.1 sccm Ar / O 2 gaz akışı ile 65 W RF püskürtme güçte (2 O 3 / SnO 2 90/10 ağırlık.% Saf% 99,99 olarak) 2 inç çaplı İTO hedef kullanın. </li><li> 240 nm kalınlığında İTO filmi büyütün. Not: Bu parametreler ile, aralık 0.5 Å / sn ve sac dirençleri büyüme oranları 60 - 40 Ω / metrekare elde edilir. </li></ol></li></ol> 9. Metalizasyon <ol><li> 127 mikron kalınlığında Austen&#39;ın kesilmiş metallization gölge maskeleriITIC paslanmaz çelik sac. Not: Bu maskeler ticari bir şirket tarafından + 10 / -5 mm toleransı ile kesilir. Metal model 2 1,5 mm ile ayrılmış parmaklar, her 7 mm uzunluğunda ve 1 x 1 mm 2 kişi pad, bakınız Şekil 4 oluşuyor. </li><li> Adım 8.2 gibi bir maske hizalama cihazları ve maskeler takın. </li><li> Elektron ışını buharlaştırma yoluyla (TE cihazlar için) Mevduat Ag ya da (ALD cihazlar için) Ni / Al. <ol><li> Bir elektron ışını metal buharlaştırma sistemi substrat plakası üzerine Dağı maske hizalama. 1 x 10 -6 Torr altında bir taban basıncına kadar pompalayın. </li><li> 2 a / sn&#39;lik bir hızda metal buharlaştırın. 500 nm toplam metal kalınlığını yatırın. </li></ol></li></ol> 10. Cihaz Karakterizasyonu <ol><li> Simüle karanlık ve AM1.5 güneş ışığında tüm aygıtlarda - (&quot;V J&quot;) ölçümleri Akım gerilim gerçekleştirin. <ol><li> V veri fr - J toplayarak güneş simülatörü kalibrekalibre silisyum güneş pili ve AM1.5 güneşlenme için kalibre akım değeri ulaşana kadar güneş simülatörü lamba gücü ve yüksekliğini ayarlayarak om. </li><li> Üst (anot, Ag veya Al) ve altta (katot, Mo) katmanları hem irtibata bakır berilyum çift prob ipuçlarını kullanarak dört telli modunda cihazlar başvurun. Bir neşter bıçağı ile tampon ve SNS katmanlarını tırmalama ile alt tabaka başvurun. </li><li> Tedbir aydınlık ve karanlık J - kaynak gerilimine göre bir kaynak metre kullanılarak ve mevcut ölçüm V verileri. Not: Cihazlar genellikle 0.5 ± aralığında ölçülür V. cihazlar gerilim süpürür yönüne veya oranına duyarlı değildir. Rutin testler için bir alan tanımlayan ışık diyafram daha detaylı bilgi için tartışma bölümüne bakın kullanılmaz. </li></ol></li><li> Değişken ışık ve gerilim önyargı ile, tüm aygıtlarda dış kuantum verimi (EQE) ölçümleri yapın. <ol><li> RESPO ölçülerek EQE sistemi kalibreSi kalibrasyon fotodiyot nse. Not: Yazılımın buna göre ışık seviyesini ayarlamak için bir NIST-destekli standart ile yapılan ölçümlerde bu verileri karşılaştırır. </li><li> Adım 10.1.2 olarak, dört telli yöntemini kullanarak cihazları kurun. </li><li> 270 1.100 nm dalga boyu aralığında 100 Hz doğranmış monokrom ışık numuneyi aydınlatır ve elde edilen akım ölçer ticari bir sistemi kullanarak EQE ölçün. Üreticinin standart işletim prosedürüne göre, bu ölçümü yapın. </li><li> Değişken gerilim ve beyaz ışık önyargı ile EQE ölçümü tekrarlayın. Gerilim önyargı ve hafif bir önyargı kaynağı bir halojen lamba temini için bir sourcemeter kullanın. Hem ileri hem de cihazları ölçün ve gerilim önyargı ters ve ~ 1 Suns kadar değişken beyaz ışık yoğunluğu altında. </li><li> İç dış dönüştürmek amacıyla bir entegre küre ile bir spektrofotometre kullanılarak İTO üst yüzeyin optik yansıtma (% R) ölçünkuantum verimi (IQE). Üreticinin standart işletim prosedürüne göre, bu ölçümü yapın. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Woodhouse, M., Goodrich, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perspectives+on+the+pathways+for+cadmium+telluride+photovoltaic+module+manufacturers+to+address+expected+increases+in+the+price+for+tellurium%5BTitle%5D)+AND+%22Solar+Energy+Materials+and+Solar+Cells%22%5BJournal%5D)">Perspectives on the pathways for cadmium telluride photovoltaic module manufacturers to address expected increases in the price for tellurium.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 115, 199-212 (2013).</li>
<li>Bloomberg New Energy Finance University 2013 - renewable energy, CCS, EST. , Available from:
 
 <a target="_blank" href="http://about.bnef.com/presentations/bnef-university-renewable-energy-ccs-est/">http://about.bnef.com/presentations/bnef-university-renewable-energy-ccs-est/</a> (2013).</li>
<li>Ramakrishna Reddy, K. T., Koteswara Reddy, N., Miles, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photovoltaic+properties+of+SnS+based+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Solar+Energy+Materials+and+Solar+Cells%22%5BJournal%5D)">Photovoltaic properties of SnS based solar cells.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 90 (18-19), 3041-3046 (2006).</li>
<li>Sinsermsuksakul, P., Heo, J., Noh, W., Hock, A. S., Gordon, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+Layer+Deposition+of+Tin+Monosulfide+Thin+Films%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Energy+Materials%22%5BJournal%5D)">Atomic Layer Deposition of Tin Monosulfide Thin Films.</a> Advanced Energy Materials. 1 (6), 1116-1125 (2011).</li>
<li>Noguchi, H., Setiyadi, A., Tanamura, H., Nagatomo, T., Omoto, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+vacuum-evaporated+tin+sulfide+film+for+solar+cell+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Solar+Energy+Materials+and+Solar+Cells%22%5BJournal%5D)">Characterization of vacuum-evaporated tin sulfide film for solar cell materials.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 35, 325-331 (1994).</li>
<li>Hartman, K., Johnson, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SnS+thin-films+by+RF+sputtering+at+room+temperature%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+Films%22%5BJournal%5D)">SnS thin-films by RF sputtering at room temperature.</a> Thin Solid Films. 519 (21), 7421-7424 (2011).</li>
<li>Tanusevski, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+and+photoelectric+properties+of+SnS+thin+films+prepared+by+chemical+bath+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22Semiconductor+Science+and+Technology%22%5BJournal%5D)">Optical and photoelectric properties of SnS thin films prepared by chemical bath deposition.</a> Semiconductor Science and Technology. 18 (6), 501(2003).</li>
<li>Sharma, R. C., Chang, Y. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+S%E2%88%92Sn+%28Sulfur-Tin%29+system%5BTitle%5D)+AND+%22Bulletin+of+Alloy+Phase+Diagrams%22%5BJournal%5D)">The S−Sn (Sulfur-Tin) system.</a> Bulletin of Alloy Phase Diagrams. 7 (3), 269-273 (1986).</li>
<li>Steinmann, V., Jaramillo, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((3.88%25+Efficient+Tin+Sulfide+Solar+Cells+using+Congruent+Thermal+Evaporation%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">3.88% Efficient Tin Sulfide Solar Cells using Congruent Thermal Evaporation.</a> Advanced Materials. 26 (44), 7488-7492 (2014).</li>
<li>Sinsermsuksakul, P., Sun, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Overcoming+Efficiency+Limitations+of+SnS-Based+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Energy+Materials%22%5BJournal%5D)">Overcoming Efficiency Limitations of SnS-Based Solar Cells.</a> Advanced Energy Materials. 4 (15), 1400496(2014).</li>
<li>Hejin Park, H., Heasley, R., Gordon, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Atomic+layer+deposition+of+Zn%28O%2CS%29+thin+films+with+tunable+electrical+properties+by+oxygen+annealing%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Atomic layer deposition of Zn(O,S) thin films with tunable electrical properties by oxygen annealing.</a> Applied Physics Letters. 102 (13), 132110(2013).</li>
<li>Palmetshofer, L. Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS). Surface and Thin Film Analysis. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9783527636921.ch11/summary">http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/9783527636921.ch11/summary</a> 191-202 (2011).</li>
<li>Scofield, J. H., Duda, A., Albin, D., Ballard, B. L., Predecki, P. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sputtered+molybdenum+bilayer+back+contact+for+copper+indium+diselenide-based+polycrystalline+thin-film+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+Films%22%5BJournal%5D)">Sputtered molybdenum bilayer back contact for copper indium diselenide-based polycrystalline thin-film solar cells.</a> Thin Solid Films. 260 (1), 26-31 (1995).</li>
<li>Malone, B. D., Gali, A., Kaxiras, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((First+principles+study+of+point+defects+in+SnS%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Chemistry+Chemical+Physics%22%5BJournal%5D)">First principles study of point defects in SnS.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 16, 26176-26183 (2014).</li>
<li>Vaux, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Research+methods%3A+Know+when+your+numbers+are+significant%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Research methods: Know when your numbers are significant.</a> Nature. 492 (7428), 180-181 (2012).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.

Yüzey seçimi temizliği Okside Si levha alt tabaka olarak kullanılır. yüzeyler Oluşan güneş hücreleri için mekanik destek ve onların elektriksel özellikleri önemli değildir. Ticari olarak satın alınan Si gofret ticari olarak satın alınan bir cam gofret daha tipik olarak temiz olduğundan Si levha cam tercih edilir ve bu alt-tabaka temizlemede zaman kazandırır. Si ayrıca büyüme ve tavlama sırasında daha eşit ısıtma neden cam, daha yüksek ısıl iletkenliği substratların. Ticari o...

İnce film fotovoltaik (PV) ilgi ve önemli araştırma faaliyeti çekmeye devam. Ancak, PV pazarının ekonomi hızla değişen ve ticari açıdan başarılı ince film PV gelişmekte olan daha zorlu bir umudu haline gelmiştir. Eşit koşullarda gofret tabanlı teknolojiler üzerinde üretim maliyet avantajı artık hafife alınabilir, hem verimlilik ve maliyet iyileştirmeleri aranmalıdır. 1,2 biz bir emici malzeme olarak SNS geliştirmek için seçmiş bu gerçeğin ışığında ince film PV. SNS düşük üretim maliyeti çevirmek olabilir içsel pratik avantajları vardır. Yüksek verimleri ortaya konabilir, o ticari ince film PV CdTe için bir drop-in yedek olarak düşünülebilir. Burada, son zamanlarda bildirilen rekor SNS güneş hücreleri için fabrikasyon işlemi gösterilmektedir. Biz alt tabaka seçimi, çökelme koşulları, cihaz düzeni ve ölçüm protokolleri gibi pratik yönleriyle ele. SNS, toksik olmayan bir toprak-bol ve ucuz elemanları (teneke ve sülfür) oluşmaktadır. SNS 1.1 eV dolaylı bandaralıklı ile inert ve çözünmeyen yarı iletken katı (mineral adı Herzenbergite) &#39;dir, 1.4 eV yukarıdaki enerji foton güçlü ışık emme (α&gt; 10 4 cm-1) ve taşıyıcı konsantrasyonu ile içsel p tipi iletkenlik aralığında 15 Ekim-17 Ekim cm -3 - 3. Önemli 7, SNS örtüşecek buharlaşır ve 600 ° C &#39;ye kadar faz stabil olan 8,9 Bu SNS termal buharlaştırma (TE) ve yüksek tarafından tevdi edilmesi anlamına gelir. CdTe güneş hücrelerinin üretiminde kullanılan gibi -Hızlandırın kuzeni kapalı alan süblimasyon (CSS). Ayrıca, SNS faz kontrol özellikle Cu (In, Ga) (S, Se), 2 (CIGS) ve Cu 2 ZnSnS 4 (CZTS) de dahil olmak üzere, pek çok ince film fotovoltaik malzeme için daha çok daha basit olduğu anlamına gelir. Bu nedenle, hücre efrasyonlarımız SNS PV ticarileştirilmesine birincil engel olarak duruyor ve SNS zamanlar yüksek verimleri laboratuvar ölçeğinde gösterilmiştir CdTe için bir drop-in yerine düşünülebilir. Ancak bu etkinlik engeli ardı edilemez. Biz rekor verimliliği ticari gelişimini teşvik etmek amacıyla,% 4 ~ dan, dört bir faktör tarafından% 15 artırmak gerekir tahmin ediyoruz. CSS ile yüksek kaliteli SNS ince filmlerin bir drop-in CdTe için yedek da gerektirecektir büyüme ve SNS doğrudan yetiştirilebilir hangi bir n tipi ortağı malzeme geliştirme gibi SNS geliştirilmesi. Aşağıda iki farklı biriktirme teknikleri, atomik tabaka biriktirme (ALD) ve TE kullanarak kayıt SNS güneş hücreleri üretmek için adım-adım prosedürü tarif edilmektedir. ALD bir yavaş büyüme yöntemidir ancak güncel yüksek verimlilik cihazları vermiştir. TE daha hızlı ve endüstriyel ölçeklenebilir, ancak verimlilik ALD kalıyor. TE farklı SNS biriktirme yöntemlere ek olarakve ALD güneş pilleri tavlama, yüzey pasivasyon ve metalle kaplama adımlarla biraz farklıdır. Cihaz imalat adımları Şekil 1 &#39;de numaralandırılır. Prosedürü anlattıktan sonra, sertifikalı kayıt cihazları ve ilgili örnekler için test sonuçları sunulmuştur. rekor sonuçları önceden bildirilmiştir. İşte odak tipik bir işlem çalıştırmak için sonuçların dağılımı üzerinde olduğunu.

<table><tbody><tr><td>Kuvars gofret taşıyıcı</td><td>Quartz, Gainesville, TX</td><td></td><td>ısmarlama tasarım</td></tr><tr><td>Püskürtme sistemi</td><td>PVD Ürünler</td><td></td><td>Yük kilitli yüksek vakumlu püskürtme sistemi</td></tr><tr><td>N2>Airgas Inc.'de %4 H2</subS</td><td></td><td></td><td></td>X02NI96C33A5626</tr><tr><td>%99,5 H2S</td><td>Matheson Trigas</td><td>G1540250</td><td></td></tr><tr><td>SnS tozu</td><td>Sigma Aldrich</td><td>741000-5G</td><td></td></tr><tr><td>Efüzyon hücresi</td><td>Veeco</td><td>35-LT</td><td>Düşük sıcaklık, tek filamentli efüzyon hücresi</td></tr><tr><td>dietilçinko (Zn (C 2 H 5 ) 2)</td> <td>Strem Chemicals</td><td>93-3030</td><td></td></tr><tr><td>Lazer kesici</td><td>Electrox</td><td>Scorpian G2</td><td>ITO gölge maskeleri için kullanılır</td></tr><tr><td>ITO püskürtme hedefi (In2 O 3 / SnO 2 90/10 ağırlıkça% 99.99 saf)</td><td>Kurt J. Lesker</td><td>EJTITOX402A4</td><td></td></tr><tr><td>Metalizasyon gölge maskeleri</td><td>MicroConnex</td><td></td><td>ısmarlama tasarım</td></tr><tr><td>Elektron Işını Evaporatör</td><td>Denton</td><td></td> Yük kilitli AM1.5 güneş simülatörü ile <td>yüksek vakumlu metal evaporatörü</td></tr><tr><td>Newport Oriel</td><td>91194</td><td>AM1.5G filtre kullanan 1.300 W Xe lambası</td><td></td></tr><tr><td>Spektrofotometre</td><td>Perkin Elmer</td><td>Lambda 950 UV-Vis-NIR</td><td>150 mm Spektralon kaplı entegre küre</td></tr><tr><td>Kalibre edilmiş Si güneş pili</td><td>PV Ölçümleri</td><td></td><td>BK-7 pencere camı</td></tr><tr><td>Çift prob uçları</td><td>Accuprobe</td><td></td><td></td>K1C8C1F</tr><tr><td>Souce-meter</td><td>Keithley</td><td>2400</td><td></td></tr><tr><td>Kuantum verimlilik ölçüm sistemi</td><td>PV Ölçümleri</td><td>QEX7</td><td></td></tr><tr><td>Kalibre Edilmiş Si fotodiyot</td><td>PV Ölçümleri</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Yüksek verimli güneş pili test istasyonu</td><td>PV Ölçümleri</td><td></td><td>ısmarlama tasarım</td></tr><tr><td>İnert pompa yağı</td><td>DuPont</td><td>Krytox</td><td>PFPE yağı, sınıf 1514; satıcı: Eastern Scientific</td></tr><tr><td>H2S dayanıklı elastomer o-ringler</td><td>DuPont</td><td>Kalrez</td><td>bileşiği 7075; satıcı: Marco Rubber</td></tr><tr><td>H2S dayanıklı elastomer o-ringler</td><td>Marco Rubber</td><td>Markez</td><td>bileşiği Z1028</td></tr><tr><td>H2S dayanıklı elastomer o-ringler</td><td>Seals Eastern, Inc.</td><td>Aflas</td><td>satıcısı: Marco Rubber</td></tr></tbody></table>

termal buharlaşma ve atomik katman biriktirme tarafından record-verimlilik sns güneş pilleri yapma

Making Record-efficiency SnS Solar Cells by Thermal Evaporation and Atomic Layer Deposition

Metal sülfid (SNS) Toprak-zengin, toksik olmayan, güneş hücreleri için aday emici bir malzemedir. SNS kolay faz kontrol ve uyumlu termal buharlaştırma yoluyla hızlı bir büyüme sunar ve kuvvetle görünür ışığı emer. Bununla birlikte, uzun bir süre için SNS güneş hücreleri kayıt güç konversiyon randımanı% 2 altında kalmıştır. Son zamanlarda biz atom tabakası birikimi ile yatırılan SNS kullanarak 4.36% yeni sertifikalı rekor verimliliği gösterdi ve% 3.88 termal buharlaşma kullanarak. Burada, bu kayıt güneş pilleri için imalat prosedürü tarif edilmiştir ve imalat sürecinin istatistiksel dağılımı rapor edilmiştir. tek bir alt-tabaka üzerinde ölçülen etkinlik standart sapma, tipik olarak% 0.5 üzerinde değildir. Yüzey seçimi ve temizlik dahil tüm adımlar, Mo açıklanan arka teması (katot), SNS biriktirme, tavlama, yüzey pasivasyon, Zn (O, S) tampon tabaka seçimi ve birikimi, şeffaf iletken (anot) birikimi ve metalleşme için sıçratma. Her substrat biz aktif alan 0.25 cm 2 ile 11 ayrı cihazlar, her imal. Dahası, simüle güneş ışığı altında akım-gerilim eğrileri yüksek kapasiteli ölçümleri ve değişken ışık önyargı ile dış kuantum verimi ölçümü için bir sistem tarif edilmektedir. Bu sistemle biz otomatik bir şekilde ve asgari sürede tüm 11 cihazlarda tam veri setlerini ölçmek mümkün. Bu sonuçlar büyük örnek setleri okuyan yerine yüksek performanslı cihazlarda yoğunlaşmak değerini göstermektedir. Büyük veri setleri ayırt ve cihazları etkileyen bireysel kayıp mekanizmaları düzeltmek için bize yardımcı olur.

Yukarıda açıklandığı gibi Şekiller 6-8 sonuç iki temsilci &quot;taban&quot; TE-yetiştirilen numuneler için gösterilmiştir. Işıklı J - Bu iki numune için V verilerinin Şekil 6&#39;da çizilen ilk örneği (&quot;SnS140203F&quot;) daha önce bildirilmiştir 3.88% onaylı verimle ürünü verdi 9 Örnek JV dağılımı da her bir örnek için gösterilmiştir... Belirli bir ön voltajın için, bu dağılımlar olarak hesaplanmıştır <img alt="Denklem 1" src="/files/ftp_upload...

Kalay sülfür (SnS), Dünya'da bol miktarda bulunan, toksik olmayan güneş pilleri için aday bir malzemedir. Burada, %4,36 sertifikalı güç dönüştürme verimliliği sağlayan atomik katman biriktirme ve %3,88 sağlayan termal buharlaşma kullanan SnS güneş pillerinin üretim prosedürünü gösteriyoruz.

Termal Buharlaşma ve Atomik katman Biriktirme tarafından Record-verimlilik SNS Güneş Pilleri yapma

Tin sulfide (SnS) is a candidate absorber material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. SnS offers easy phase control and rapid growth by congruent ...

Bu prosedürün genel amacı, yeni malzemelere dayalı güneş hücreleri geliştirmek için güvenilir bir platform oluşturmaktır. Bu, öncelikle temiz, elektriksel olarak yalıtkan bir alt tabaka hazırlanarak gerçekleştirilir. İkinci adım ise, arka delik seçici elektriksel kontak için püskürtme yöntemiyle iki kat molibden çöktürmektir.Ardından, atomik katman biriktirme veya termal buharlaştırma yöntemlerinden biriyle P-tipi kalay sülfür soğurucu katman biriktirin. Son adım, bir bileşik çinko oksisülfür tampon katman ve ardından şeffaf iletken oksit ile yük toplamaya yardımcı olması için biriktirilen metal parmaklardan oluşan N-tipi katman yığınını ekleyerek PN eklemini tamamlamaktır. Sonuç olarak, elde edilen güneş hücreleri, simüle edilmiş güneş ışığı altında akım-gerilim eğrileri ve monokromatik aydınlatma altında kuantum verimliliği ölçülerek test edilir.Bu yöntem kalay sülfür güneş hücrelerinin geliştirilmesi için gösterilmiş olsa da, diğer yeni malzemelere dayalı inorganik ince film alt tabaka tarzı güneş hücrelerini geliştirmek için de kullanılabilir. Kalay sülfürün atomik katman biriktirme ile çöktürülmesi, Harvard'daki Gordon Grubu'nda lisansüstü öğrencisi olan Schwan Yang tarafından gösterilecektir. MIT'deki fotovoltaik araştırma laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan Steinman, kalay sülfürün termal buharlaştırma yoluyla çöktürülmesini gösterecektir.Bu video, silikon gofret altlıkların hazırlanmasından sonra başlar. 300 nanometre veya daha kalın termal oksit tabakasına sahip, bir inç kare boyutunda, cilalanmış 500 mikron kalınlığında silikon gofretler kullanın. İlk olarak 360 nanometre kalınlığında bir molibden yapışma tabakası püskürtün ve ardından 360 nanometre kalınlığında ikinci bir maum iletken tabakası çöktürün.Hazırlanan altlıkları, atomik katman biriktirme işlemi için hazır hale getirmek amacıyla, kalay sülfür biriktirme zamanına kadar azotlu bir eldiven kutusunda saklayın. İlk olarak, organik partikülleri uzaklaştırmak için altlıkları bir UV ozon temizleyiciye aktarın. Altlıkları beş dakika boyunca temizleyin.Temizlik işlemi gerçekleşirken, biriktirme odası için kullanılan altlık tutucunun yakında olduğundan emin olun. Altlıklar hazır olduğunda, onları geri alın ve numune tutucuya yerleştirin. Bu numune tutucu altlıklarla doldurulmuş olup biriktirme odasına yerleştirilmeye hazırdır.Tutucuyu fırına yerleştirin, ardından kaba vakum pompası kullanarak fırının havasını boşaltın. Daha sonra fırın sıcaklığını 200 °C değerinde sabitleyin. Prekürsörleri kontrol ederek devam edin.Kalay sülfür biriktirme işlemi için kalay(IV) asetat öncülünü 95 °C sıcaklıktaki bir fırında muhafaza edin. Kalay asetat buharının iletimine yardımcı olmak için saf azot gazı sağlayacak şekilde gaz borulamasını düzenleyin. İkinci öncül, azot gazı içinde %4 hidrojen sülfür içeren bir gaz karışımı olan hidrojen sülfürdür; biriktirme işlemine döngü başına 0,33 angstrom büyüme hızıyla devam edin.Her bir atomik katman biriktirme döngüsü sırasında, toplam 1.1 tor saniye maruziyet için üç doz 10 ate sağlayın. Ardından hazneyi azot gazı ile temizleyin. Sonrasında, 1.5 tor saniye maruziyet için azot gazı içinde hidrojen sülfür enjekte edin.Son olarak, azot ile tekrar temizleme yapın. Alternatif bir biriktirme yöntemi termal buharlaştırmadır. İşlem odası basıncının iki x 10⁻⁷ tor veya daha düşük olduğundan emin olun.Substratı güvenli bir şekilde tutmak için uygun boyutlarda yuvaları olan bir numune tutucu kullanın. Daha önce olduğu gibi, iki molibden tabakası içeren önceden hazırlanmış bir substrat kullanın. Burada şematik olarak gösterilmiştir.Tutucuyu bu substratla ve daha sonraki karakterizasyon için küçük ek CYS substratlarıyla doldurun. Numune tutucusunu yükleme kilidi aracılığıyla termal buharlaştırıcıya yerleştirin. Yükleme kilidini vakumlayın ve ardından substratları büyüme odasına aktarın.Transfer kolu konumundayken, saniyede bir angstrom büyüme hızı ve 240 °C altlık sıcaklığına ulaşmak için kaynak ve altlık ısıtıcılarını kademeli olarak artırın. Şimdi, biriktirme hızını kuvars kristal monitörü ile ölçmek için altlıkları yukarı kaldırın. Kuvars kristal monitörünü işlem odasına taşımak için doğrusal taşıma kolunu devreye sokun.Yerleştirme işlemi tamamlandığında, ölçüme başlamak için kaynak kepenklerini açın. Büyüme hızı, Kristal Monitörü kontrol cihazının ön panelinde belirtilir. Ölçüm tamamlandığında, kepenkleri kapatın ve kuvars monitörünü odadan çıkarın.Ardından substratları büyüme konumuna indirin ve biriktirmeyi başlatmak için kaynak panjurunu açın. 1000 nanometrelik hedef film kalınlığı için biriktirme işlemi yaklaşık üç saat sürecektir. Biriktirme tamamlandığında kaynak panjurunu kapatın.Kuvars kristal monitörünü kullanarak büyüme hızı ölçümünü tekrarlayın. Ölçümden sonra kaynak panjurunu kapatın, ısıtıcıları söndürün ve substratları yükleme kilidine aktarmadan önce soğumalarını bekleyin. Kilidi havaya açarak tahliye edin ve substratları boşaltın.Bunları hızlıca numune tutucudan çıkarın ve saklama için azotlu bir eldiven kutusuna taşıyın. Atomik katman veya termal buharlaştırma biriktirme işleminin ardından, numune bir kalay sülfür tabakasına sahip olacaktır. Daha sonra tüm numuneler, hidrojen sülfür gazı ile tavlamaya ve ardından doğal bir oksit ile yüzey pasivasyonuna tabi tutulur.Bir sonraki adım, atomik katman biriktirme yöntemiyle N tipi çinko oksisülfür ve çinko oksit tampon katmanların biriktirilmesidir. Sonraki adım, şeffaf iletkenin biriktirilmesidir. İndiyum kalay oksit biriktirme işleminden önce indiyum kalay oksit kullanıyoruz.Cihazların aktif alanları belirlenmelidir. Aktif cihaz alanını belirleyen şeffaf iletken oksit ped boyutunu tanımlamak için metal gölge maskeleri kullanın. Maskeler, 0,25 santimetrekare boyutunda 11 adet dikdörtgen cihazı ve ayrıca çizimdeki optik yansıtıcılık ölçümleri için kullanılan bir köşedeki daha büyük bir pedi tanımlar.Tek bir cihaz için eklenecek olan indium kalay oksit tabakasının boyutunun bir göstergesi gölgeli alanla verilmiştir; cihazları ve maskeleri bir maske hizalayıcıya yerleştirin. Maskeler, maske hizalayıcıda esnemeyecek kadar kalın olmalıdır. Aksi takdirde, oksit ped alanı belirsiz hale gelebilir.Üzerine cihazlar monte edilmiş maske hizalayıcıyı sıçratma (sputtering) odasına götürün. Maske hizalayıcıyı biriktirme adımı için uygun konuma yerleştirin. Bir sonraki adım, 240 nanometre kalınlığında bir indiyum kalay oksit film büyütmektir.Bunu yapmak için substratı 80 ila 90 °C'ye ısıtın ve substrat rotasyonunu etkinleştirin. Radyo frekans püskürtmeyi, gücü, argon ve oksijen gaz akış hızını ve basıncı ayarlayın, ardından biriktirmeyi şematik olarak izleyin. Bu, indium kalay oksit biriktirmesi sonrası cihazın durumudur.Bir sonraki adım metalizasyondur. İletken metal olarak gümüş veya nikel alüminyum yığınının 500 nanometre kalınlığında bir tabakasını çöktürmek için gölge maskesi ve elektron demeti evaporasyonu kullanın. Bu, tamamlanmış bir örnektir.Burada gösterilen örneğin, üretim sonrası molibden arka kontağı açığa çıkarmak için halihazırda çizilmiş olduğunu dikkate alın. Hava kütlesi katsayısı 1.5 için kalibre edilmiş bir güneş simülatörü kullanarak cihaz karakterizasyonuna geçin. Öncelikle, tampon ve kalay sülfür katmanlarını kazımak ve molibden arka kontağı açığa çıkarmak için bir neşter ucu kullanın.Ardından numuneyi ray montajlı numune tutucuya yerleştirin; numune bir vakum ile sabitlenir ve tutucu sıcaklığı 25 °C olarak kontrol edilir. Şimdi, numunedeki cihazların her biriyle ve çizilmiş arka kontakla elektriksel temas kurun. Bu işlem burada, tüm cihazlarla aynı anda bakır berilyum aracılığıyla temas kuran özel bir prob kartı ile gerçekleştirilir.Rutin ölçümler için dört uçlu modda çift prob uçları kullanın. Daha titiz testler için ışık açıklığı kullanımını atlayın; aktif alanı tanımlamak için açıklık kullanılmalıdır. Bu amaçla şeffaf iletken oksit gölge maskesi kullanılabilir.Otomatik bir test sistemi kullanarak ışık ve karanlık akım voltaj verilerini toplamak için cihazlar uygun konuma gelecek şekilde aynayı hareket ettirin. Işık perdesini açıp kapatırken sistemin, münferit cihazları sırasıyla sorgulayacak şekilde programlanmasını sağlayın. Test işlemi bu videoda görülebilir, ancak ortam ışığını azaltmak için normalde siyah bir perdenin arkasında gerçekleştirilmelidir.Mevcut voltaj ölçümlerinden sonra, numune tutucuyu harici kuantum verimliliği sistemine sürün; aydınlatılmış akım voltaj verileri, harici kuantum verimliliği verileri ve optik yansıma ölçümleri cihazların temel karakterizasyonunu sağlar. Burada, termal buharlaştırma kullanılarak hazırlanan iki numune üzerindeki cihazlara ait güneş pili performans verileri yer almaktadır. Cihazlar için numuneler, biri gri diğeri kırmızı renk ile ayırt edilmiştir.Açık devre voltajı, kısa devre akım yoğunluğu, dolgu faktörü ve güç dönüşüm verimliliği verilmiştir. En iyi cihazlar yaklaşık %4 verimliliğe sahiptir. Her iki cihazda verimlilik ve dolgu faktörü arasındaki görünür korelasyon, şönt veya seri direnç kayıplarından etkilenen cihazlarla tutarlıdır.Kırmızıyla gösterilen veriler, paralel direnç için beklendiği üzere, verimlilik ile açık devre voltajı arasında bir korelasyon olduğunu da göstermektedir. Karşılaştırma için kayıplar. Burada, atomik katman biriktirme yöntemiyle üretilen cihazlara ait güneş pili performans verileri yer almaktadır.Bu cihazlar, en iyisi %4,6 verimlilik göstererek, termal buharlaştırma cihazlarından daha iyi performans sergilemiştir. Bu farkın çeşitli nedenleri olabilir. Faktörlerden biri, atomik katman biriktirme ile üretilen cihazların daha az şönt direnç kaybına uğramış görünmesidir.Hidrojen sülfat ile çalışmanın çok tehlikeli olabileceğini unutmayın. Hidrojen sülfat tankının, hidrojen sülfat detektörleri bulunan çeker ocak gibi bir hava havalandırma cihazında saklandığından emin olun. Bu temel üretim protokolünü, genel güneş pili performansını artırmak ve belirli kayıp mekanizmalarını daha iyi anlamak için tasarlanmış, kontrollü ve odaklanmış deneyler yürütmek için bir platform olarak değerlendirmekteyiz.Bu videoyu izledikten sonra, tekrarlanabilir bir substrat tipi güneş hücresinin nasıl yapılacağı konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız.

making-record-efficiency-sns-solar-cells-thermal-evaporation-atomic

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

Camına Polikristal silikon ince film güneş pilleri kristalizasyon, kusur pasivasyon ve metalizasyon takip bor ve fosfor katkılı silikon tabakalar birikimi ile üretilmektedir. Işık yakalayan Plasmonic ~% 45 Fotoakım geliştirme sonuçlanan dağınık bir reflektör ile kapatılmış silikon hücrenin yüzeyinde Ag nanopartiküller oluşturarak tanıtıldı.

Plasmonic geliştirilmiş Işık-tutucu ile Polycrystalline Silikon İnce-film Solar hücreler

Güneş enerjisi üretimi için konuşlandırılabilir nanokristal kompozit yarı iletken yük-ayırma geliştirilmesi için genel bir strateji sunulmuştur. Verici-alıcı nanokristal film yığın-heterokavşaklar fotovoltaik enerji dönüşüm için kullanılabilir ederken, bir tek nanoparçacık geometri verici-alıcı nanokristal etki bu montaj bir fotokatalitik işlev yol açmaktadır göstermektedir.

Şarj-Ayırma Nanokristaller ve Bunların Katılar Yoluyla Güneş Enerjisi Hasat

Güneş pillerinde plazmonik metal nanoyapıları tanıtmak için uygun bir transfer baskı tabanlı metodoloji açıklanmaktadır.  Nanopillar poli (dimetilsiloksan) damgaları kullanılarak, Ag bazlı sıralı bir nanodisk dizisi, standart hidrojene mikrokristalin Si güneş pilleri ile entegre edildi ve bu da plazmonik ışık yakalama nedeniyle cihaz performanslarının iyileştirilmesine yol açtı.

Transfer Baskı ile Hidrojene Mikrokristal Silikon Güneş Pilleri Işık Yakalama Gümüş Nanoyapıların Entegrasyonu

Burada, bir mini-slot kalıp kaplayıcı ve sinkrotron saçılma teknikleri kullanılarak ilgili in-line yapı karakterizasyonu kullanarak organik ince film güneş pilleri imal etmek bir protokol mevcut.

Toplu Heterojonksiyonlar Solar Hücre Baskı İmalatı ve In Situ Morfoloji Karakterizasyonu

Bu protokol, iletken olmayan yüzeyler üzerinde ince film elektronik üretmek için tabaka inorganik nano-kristalin tabakasının sentezi ve çözelti depozisyonunu tarif etmektedir. Solvent stabilize mürekkepler sonrası birikimi ligand değişimi ve sinterleme aşağıdaki spin ve sprey kaplama yoluyla cam yüzeylerde tam fotovoltaik cihazlarını üretebilir.

Tam Çözüm İşlenmiş İnorganik nanokristal Fotovoltaik Cihazlarının İmalatı

Biz kristal yapıları, devletler, enerji düzeyleri yoğunluğu ve sonuçta güneş pili performansını karşılaştırarak organik / inorganik Perovskite ince filmlerin farklı imalat yöntemleri etkileri üzerine kapsamlı bir çalışma sunulmuştur.

Film Oluşumunda Hybrid Perovskit Fabrikasyon Yöntemleri, Elektronik Yapısı ve Güneş Pili Performans Etkisi

Bu el yazması, tasarım ve verimli ters SMPV1:PC71BM güneş hücreleri bir yüksek kaliteli Al-katkılı ZnO (AZO) tohum katman üzerinde yetiştirilen ZnO nanorods (NRs) ile imal açıklar. İyi hizalanmış dikey odaklı ZnO NRs sergi yüksek kristal özellikleri. Güç dönüşüm verimliliği güneş hücreleri %6,01 ulaşabilirsiniz.

İyi hizalanmış dikey odaklı ZnO Nanorod diziler ve kendi uygulama içinde ters küçük molekül güneş hücreleri

Burada, yüksek performanslı GaP/Si heterojunction güneş hücreleri bir yüksek Si azınlık taşıyıcı ömür boyu ile geliştirmek için bir protokol mevcut.

Yüksek performanslı GaP/Si Heterojunction güneş hücreleri gelişmekte

Bu çalışma, gelişmiş verimlilik için ince emici kadmiyum selenyum tellürit/kadmiyum telluride fotovoltaik cihazların tam üretim sürecini açıklar. Süreç, küçük alan araştırma cihazlarının ve büyük ölçekli modüllerin imalatından ölçeklenebilir yakın alan süblimasyon birikimi için otomatik bir sıra içi vakum sistemi kullanır.

Yakın Alan Süblimasyon-Gelişmiş Kısa Devre Akım Yoğunluğu ve Fotolüminesans için Ultra İnce CdSeTe/CdTe Güneş Pilleri

Perovskit ve mezoskopik-TiO2 filmlerinin sentezi için kullanılan bir flaş kızılötesi tavlama yöntemini tarif ediyoruz. Tavlama parametreleri çeşitlidir ve florlu kalay oksit (FTO) cam ve indiyum kalay oksit kaplı polietilen tereftalat (ITO PET) üzerinde işlenmek üzere optimize edilmiştir ve daha sonra cihazlara güç dönüştürme verimliliği sağlar &gt;% 20.

Perovskit Güneş Pili İşleme için Flaş Kızılötesi Tavlama

CdSe-SnSe nanokompozitler, yüzey mühendisliği SnSe parçacıklarının birleştirilmesiyle üretilir. SnSe parçacıkları üretmek için basit bir sulu sentez kullanılır. SnSe parçacıklarının CdSe moleküler kompleksleri ile kaplanması, tane boyutunun kontrol edilmesine ve nanokompozitte bulunan kusur sayısının arttırılmasına izin verir, böylece termal iletkenliği düşürür.

Çözelti işlenmiş, yüzey mühendisliği, düşük ısı iletkenliği sergileyen polikristal CdSe-SnSe

Öğrenin kalay sülfür güneş pilleri üretimini atomik katman biriktirme ve termal buharlaştırma yöntemleriyle. Bu teknikler %4,36 ve %3,88 verimlilik sağlayarak toksik olmayan güneş enerjisi uygulamaları için güvenilir bir platform sunar.

Termal Buharlaşma ve Atomik katman Biriktirme tarafından Record-verimlilik SNS Güneş Pilleri yapma

Daha fazla video keşfet