Name: Yüksek performanslı GaP/Si Heterojunction güneş hücreleri gelişmekte (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-16T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 31 s
Description: Öğrenin, GaP/Si heteroeklem güneş hücreleri geliştirme yöntemini ve silikon azınlık taşıyıcı ömrünü koruma tekniklerini. Bu protokol, yüksek verimli çok katmanlı güneş hücreleri için detaylı bir rehber 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 L. Ding ve M. Boccard işleme ve güneş hücreleri bu çalışmada test katkılarından dolayı teşekkür etmek istiyorum. ABD Enerji Bakanlığı Sözleşmeli DE-EE0006335 ve Mühendislik Araştırma Merkezi programı Ulusal Bilim Vakfı ve Office enerji verimliliği ve yenilenebilir enerji, Enerji Bakanlığı'nın fon yazarlar kabul NSF işbirliği anlaşması No altında AET-1041895. Som Dahal güneş güç Laboratuvarı, kısmen, NSF sözleşme ECCS-1542160 tarafından desteklenmiştir.

Dikkat: Tüm ilgili malzeme güvenlik veri sayfaları (MSDS) kimyasallar ile ilgili önce danışın. Lütfen tüm uygun güvenlik uygulamaları duman hood ve kişisel koruyucu ekipman (koruyucu gözlük, eldiven, önlük, tam uzunlukta pantolon, kapalı-toe ayakkabı) de dahil olmak üzere güneş pili tamamen uydurma kullanırlar.
1. Si gofret Temizleme
<ol><li>Si gofret Piranha çözümde temiz (H2O2/h2SO4) 110 ° C'de<ol>
<li>Piranha çözüm üretmek için asit banyosu (yüksek yoğunluklu polietilen tank ve ahiret) H215.14 L ile çok doldurun4 (% 96) ve sonra 1,8 L / H2O2 (% 30).</li>
		<li>110 ° C'de stabilize etmek çözüm sıcaklığını bekleyin</li>
		<li>4 çapıyla, float-zone (FZ), n-tipi ve çift yan cilalı Si gofret bir temiz 4" gofret kasete (polipropilen ve ahiret) yerleştirin ve 10 dk Piranha banyosu tekne yer.</li>
		<li>10 dk deiyonize (DI) su ile durulama.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Temizleme solüsyonu 74 ° C'de RCA ile si gofret temizleyin<ol>
<li>HCl:H2O2seyreltilmiş çözeltisi hazırlamak. Asit banyosu 13.2 L DI H2O ve 2,2 L HCl. Spike çözüm olarak 2,2 L / H2O2 ile doldurmak ve ısıtıcıyı.</li>
		<li>Kullanmadan önce 74 ° C'de stabilize etmek için çözüm sıcaklığını bekleyin.</li>
		<li>Si gofret bir temiz 4" gofret kasete koymak ve gofret RCA çözüm için 10 dk içinde yer.</li>
		<li>10 dk için DI su ile durulayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Si gofret arabelleğe alınmış oksit Etch (BOE) çözümü temizle.<ol>
<li>15.14 L BOE çözeltinin asit banyosu dökün.</li>
		<li>3 dakika banyoda 4" gofret kaset yerleştirin.</li>
		<li>10 dk DI su ile durulama.</li>
		<li>Gofret, Kuru N2tarafından kuru.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. difüzyon fırın içinde P-difüzyon
<ol><li>Temizlenmiş bir gofret difüzyon kuvars tekneye koymak.</li>
	<li>Temel bir sıcaklık 800 ° c olan bir kuvars tüp yük Rampa 820 ° C N2 ortamında fırın sıcaklığı. 820 ° C'de fosfor oxychloride (POCl3) 1000 sccm adlı aracılığıyla kabarcıklar N2 taşıyıcı gaz akan başlatın. 15 dk sonra N2 taşıyıcı gaz kapalı açmak ve örnekleri çekmeden önce aşağı 800 ° C sıcaklık rampa.</li>
	<li>Örnekleri BOE çözüm fosfor silikat cam (PSG) kaldırıp DI suda 10 dk. durulama gerçekleştirmek 10 dakika yerleştirin.</li>
</ol>3. siNx kaplama PECVD tarafından
<ol><li>Gofret temiz bir tekne içinde koymak ve o bir BOE banyoda yüzeyi yerli oksit kaldırmak 1 dk için eğim.</li>
	<li>10 dk DI su ile durulama.</li>
	<li>Kuru kuru N2 silahlı bir gofret.</li>
	<li>Si gofret temiz Si taşıyıcı (156 mm Monokristalin Si) yerleştirin.</li>
	<li>Örnek plazma geliştirilmiş kimyasal buhar biriktirme (PECVD) odanın içine yükleyin.</li>
	<li>Depozito 150 nm-kalın (38,5 s) SiNx 350 ° c odasında. 300 W RF Güç 3,5 Torr temel bir baskısı ve silikon kaynağı olarak SiH4 60 sccm ve NH3 N kaynağı olarak 60 sccm adlı SiNx mevduat (2000 sccm N2 bir eritici kullanıldı).<ol>
<li>SiNx (3,9 nm/s) büyüme hızının üzerinde cilalı gofret SiNx filmler farklı ifade kez ile yatırma tarafından onaylayın ve kalınlıkları değişken açı spektroskopik ellipsometry (vazo) ölçmek.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. boşluk büyüme MBE tarafından
<ol><li>SiNx biriktirme sonra gofret MBE odanın içine yükleyin.</li>
	<li>Giriş odasında (3 h için 180 ° C) outgas sonra arabellek odasında (240 ° C 2 h) outgas. Büyüme odasına yüklemek ve 10 min için 850 ° C'de pişirin.</li>
	<li>580 ° c sıcaklık azaltmak Artış Ga efüzyon hücre sıcaklık ~2.71×10-7 Torr ışın-eşdeğer basınç (BEP) ve Si efüzyon hücre sıcaklık ile 1250 ° c üretmek için</li>
	<li>~1.16×10-6 Torr BEP ulaşmak için p-vanalı kraker Pozisyoner ayarlayın. Ga, P ve sı Panjurları açın ve 121 tarafından takip 25 nm-kalın boşluk bir kesintiye uğramış büyüme yöntemi (5 sn açık ve 5 sn kapalı 10 döngüleri) ile büyümek s unshuttered büyüme (Yani, açık Ga ve p aynı anda Panjurlar).</li>
	<li>Yüzey sıcaklığı 200 ° c azaltmak ve vakum odası örnekten boşaltın.</li>
</ol>5. arka n + SiNx katmanları birleştirerek ve ıslak gravür çıkarın
<ol><li>HF zararlardan korumak için koruyucu bir bant ile GaP yüzeyi kapsamaktadır.</li>
	<li>~ 300 mL plastik bir ölçek % 49 HF çözeltisi hazırlamak.</li>
	<li>Örnek HF çözüm SiNx kat tamamen kaldırmak 5 min için yerleştirin.</li>
	<li>Koruyucu bandı çıkarın, DI su ile durulayın ve N2tarafından kuru.</li>
	<li>Yeni bir koruyucu bant ile GaP yüzey kapsayacak.</li>
	<li>HNA çözüm bir plastik ölçek hazırlamak (hidroflorik asit (HF) (50 mL), nitrik asit (HNO3) karışımı (365 mL) ve asetik asit (CH3COOH) (85 mL)) Oda sıcaklığında. Dikkat: Gofret çözüm HNA GaP yüzeye nüfuz kaçınmak için dikkatli bir şekilde yerleştirin.</li>
	<li>Örnek 3 dk HNA çözüm koymak.</li>
	<li>Koruyucu bandı çıkarın ve DI suyla durulayın. N kuru2.
</li>
</ol>6. çıplak Si tarafında delik-Seçici iletişim oluşumu
<ol><li>Gofret elmas kalemle dört dört eşit parçaya bölmek.</li>
	<li>İyice bir DI su deposu örneklerinde temizleyin.</li>
	<li>BOE banyo için 30 örneklerinde temiz s yerli oksit yüzeyden kaldırmak için.</li>
	<li>Gofret DI suda yıkayın ve ardından N2tarafından kuru.</li>
	<li>Bir 50 nm-kalın a-Si mevduat: H Si ömür boyu kontrol etmek için PECVD birinde örnekleri tarafından.<ol>
<li>A-Si mevduat: 60 W RF Güç 3.2 Torr baskısı ve silikon kaynağı olarak SiH4 40 sccm katmanında H (H2 200 sccm bir eritici kullanıldı).</li>
		<li>A-Si büyüme hızının onaylayın: H (1.6 nm/s) a-Si filmleri ile farklı ifade kez cilalı gofret yatırma ve kalınlığı vazo ile ölçerek.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Mevduat (i) a-Si (9 nm) ve (p +) a-Si (16 nm) PECVD tarafından ayrı bir Si örnek (açık) kazınmış tarafında.<ol>
<li>3.2 Torr baskısı ve silikon kaynağı olarak SiH4 40 sccm ve B [CH3]3 bor dopant olarak 18 sccm 37 W RF güç p-tipi a-Si katman mevduat (H2 197 sccm bir eritici kullanıldı).</li>
		<li>P-tipi a-Si (2.0 nm/s) büyüme oranı ile farklı büyüme kez a-Si filmleri cilalı gofret yatırma ve kalınlıkları vazo ile ölçerek onaylayın.</li>
	</ol>
</li>
	<li>9 nm-kalın MoOx katman 0,5 ifade oranıyla MoO3 (% 99.99) kaynağından termal buharlaşma tarafından oda sıcaklığında mevduat Å / s.</li>
</ol>7. dış iletişim oluşumu
<ol><li>Mevduat 75 nm-kalın indiyum kalay oksit (ITO) (2O3/SnO2 = 95/5 (ağırlık yüzde), % 99.99) katmanları RF SAÇTIRMA tarafından örnekleri boşluk tarafındaki (RF güç 1 kW ve 5 Torr baskısı) 2,2 sccm bir oksijen akış hızı ile.</li>
	<li>Örnekleri boşaltmak ve onları teslim. Daha sonra mesa gölge maske örnekleri üzerinde ITO mesa ifade için kullanın.</li>
	<li>RF SAÇTIRMA tarafından 75 nm-kalın ITO Kasası. Depozito 200 nm-kalın gümüş (RF güç 1 kW ve 8 Torr baskısı) parmak parmak gölge maskesi için. 200 nm-kalın gümüş örnekleri GaP tarafında arka kişi olarak Kasası.</li>
	<li>220 ° C'de atmosferik basınç altında bir fırını örneklerinde tavlama</li>
</ol>

<ol><li>Friedman, D. J. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S135902861000032X">Progress and challenges for next-generation high-efficiency multijunction solar cells.</a> Current Opinion in Solid State & Materials Science. 14, 131-138 (2010).</li>
<li>Vadiee, E., et al. <a target="_blank" href="https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8063407/">AlGaSb-Based Solar Cells Grown on GaAs: Structural investigation and device performance.</a> IEEE Journal of Photovoltaics. , (2017).</li>
<li>Wagner, H., et al. <a target="_blank" href="https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.4863464">A numerical simulation study of gallium-phosphide/silicon heterojunction passivated emitter and rear solar cells.</a> Journal of Applied Physics. 115, 044508(2014).</li>
<li>Limpert, S., et al. <a target="_blank" href="https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6925045/">Results from coupled optical and electrical sentaurus TCAD models of a gallium phosphide on silicon electron carrier selective contact solar cell.</a> 2014 IEEE 40th Photovoltaic Specialist Conference (PVSC). , 836-840 (2014).</li>
<li>Ding, L., et al. <a target="_blank" href="https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7749989/">On the source of silicon minority-carrier lifetime degradation during molecular beam heteroepitaxial growth of III-V materials.</a> 2016 IEEE 43rd Photovoltaic Specialists Conference (PVSC). , IEEE. 2048-2051 (2016).</li>
<li>Ding, L., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610216304544">Silicon minority-carrier lifetime degradation during molecular beam heteroepitaxial III-V material growth.</a> Energy Procedia. 92, 617-623 (2016).</li>
<li>Zhang, C., Kim, Y., Faleev, N. N., Honsberg, C. B. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022024817304025">Improvement of GaP crystal quality and silicon bulk lifetime in GaP/Si heteroepitaxy.</a> Journal of Crystal Growth. 475, 83-87 (2017).</li>
<li>García-Tabarés, E., et al. <a target="_blank" href="https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/pip.2703">Evolution of silicon bulk lifetime during III-V-on-Si multijunction solar cell epitaxial growth.</a> Progress in Photovoltaics: Research and Applications. 24, 634-644 (2016).</li>
<li>Varache, R., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1876610215008383">Evolution of bulk c-Si properties during the processing of GaP/c-Si heterojunction cell.</a> Energy Procedia. 77, 493-499 (2015).</li>
<li>Ishizaka, A., Shiraki, Y. <a target="_blank" href="http://jes.ecsdl.org/content/133/4/666.short">Low temperature surface cleaning of silicon and its application to silicon MBE.</a> Journal of The Electrochemical Society. 133, 666(1986).</li>
<li>Zhang, C., Vadiee, E., King, R. R., Honsberg, C. B. <a target="_blank" href="https://www.cambridge.org/core/journals/journal-of-materials-research/article/carrierselective-contact-gapsi-solar-cells-grown-by-molecular-beam-epitaxy/E5A9209E449CFCF2C4479752764CA400">Carrier-selective contact GaP/Si solar cells grown by molecular beam epitaxy.</a> Journal of Materials Research. 33, 414-423 (2018).</li>
<li>Battaglia, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hole+Selective+MoOx+Contact+for+Silicon+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Hole Selective MoOx Contact for Silicon Solar Cells.</a> Nano Letters. 14, 967-971 (2014).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Nominal 25 nm-kalın boşluk katman epitaxially MBE üzerinden bir P-zengin Si yüzey üzerinde büyüdü. Daha kaliteli bir Si yüzeylerde, nispeten düşük bir V/III katmanda boşluk büyümeye (P/Ga) oranı tercih edilir. GaP katman iyi kristal kalitesini yüksek iletkenlik ve düşük yoğunluklu rekombinasyon merkezlerinden elde etmek gereklidir. AFM-ortalama-karekök (RMS) GaP yüzey yok çukurları, düz bir yüzeyle yüksek crystal kalite düşük iş parçacığı çıkığı yoğunluklu (Şekil 1a) göstergesi gösterilen ~0...

Oldu sürekli bir çaba kafes eşleşmeme durumu farklı malzemelerle entegrasyonu üzerinde genel güneş pili verimliliği1,2geliştirmek için. III-V/Si entegrasyon daha fazla geçerli Si güneş hücresi verimliliği artırmak ve Si substrat multijunction güneş pili uygulamaları için pahalı III-V yüzeylerde (GaAs ve Ge gibi) yerine potansiyeline sahiptir. Si ve yüksek dolaylı bandgap ile en küçük kafes-uyuşmazlığı (~ %0,4) olduğu gibi tüm III-V ikili malzeme sistemleri arasında galyum fosfit (GaP) iyi bir bu amaç için adaydır. Bu özellikleri bir Gap yüksek kaliteli entegrasyon Si substrat etkinleştirebilirsiniz. GaP/Si heterojunction güneş hücreleri benzersiz grup uzaklık arasındaki boşluğu ve sı yararlanan tarafından geleneksel düzgünleştirilecek verici arka Si güneş hücreleri3,4 verimliliği artırmak teorik olarak gösterilmiştir (∆Ev ~1.05 eV ve ∆Ec ~0.09 eV). Bu boşluğu silikon güneş hücreleri için umut verici bir elektron seçmeli kişi yapar. Ancak, yüksek performanslı GaP/Si heterojunction güneş hücreleri elde etmek için bir yüksek Si toplu ömür boyu ve GaP/Si arabirimi kaliteli gereklidir.
III-V malzemelerin moleküler ışın epitaxy (MBE) ve metalorganic buharı faz epitaxy (MOVPE) tarafından Si substrat büyüme sırasında önemli Si ömür boyu bozulması yaygın olarak5,6,7, gözlenmiştir 8 , 9. yaşam boyu bozulması esas olarak reaktörler, Si gofret ısıl işlem sırasında yüzey oksit desorpsiyon ve/veya yüzey imar Epitaksiyel büyüme10önce için gereken olur ortaya çıktı. Bu bozulma büyüme reaktörler5,7' den kökenli kirleticiler dışsal difüzyon atfedilir. Birkaç yaklaşım bu Si ömür boyu bozulma bastırmak için önerilmiştir. Önceki çalışmalarda, iki yöntem hangi Si ömür boyu bozulması önemli ölçüde bastırılmış göstermiştir. İlk yöntem getirilmesiyle SiNx difüzyon bariyer7 ve P-Difüzyon tabakası bir gettering Ajan11 Si substrat tanıtımı tarafından ikincisi olarak gösterilmiştir.
Bu çalışmada, yüksek performanslı GaP/Si güneş hücreleri silikon toplu ömür boyu bozulması azaltmak için söz konusu yaklaşımlar alarak göstermiştir. Si ömür boyu korumak için kullanılan teknikler geniş uygulama multijunction güneş pilleri etkin Si alt hücreleri ve yüksek hareket yeteneği CMOS gibi elektronik cihazlar ile sahip olamaz. Bu ayrıntılı iletişim kuralında, GaP/Si heterojunction güneş hücreleri, P-difüzyon fırın, boşluk büyüme ve GaP/Si güneş hücreleri işleme, Si gofret Temizleme, dahil olmak üzere imalat detayları sunulmaktadır.

<table><tbody><tr><td>Hidrojen peroksit, %30</td> <td>Honeywell</td><td>10181019</td><td></td></tr><tr><td>Sülfürik asit, %96</td> <td>KMG elektronik kimyasallar, Inc.</td><td>64103</td><td></td></tr><tr><td>Hidroklorik asit, %37</td> <td>KMG elektronik kimyasallar, Inc.</td><td>64009</td><td></td></tr><tr><td>Tamponlu Oksit Aşındırma 10:1</td><td>KMG elektronik kimyasallar, Inc.</td><td>62060</td><td></td></tr><tr><td>Hidroflorik asit, %49</td> <td>Honeywell</td><td>10181736</td><td></td></tr><tr><td>Asetik asit</td><td>Honeywell</td><td>10180830</td><td></td></tr><tr><td>Nitrür asit, %69,5</td> <td>KMG elektronik kimyasallar, Inc.</td><td></td><td></td>200288</tr></tbody></table>

yüksek performanslı gap/si heterojunction güneş hücreleri gelişmekte

Developing High Performance GaP/Si Heterojunction Solar Cells

Si tabanlı güneş hücreleri Shockley-Queisser sınırlarını ötesinde verimliliğini artırmak için en iyi yolu onları III-V tabanlı güneş hücreleri ile entegre etmektir. Bu çalışmada, bir yüksek Si azınlık taşıyıcı ömür boyu ve Epitaksiyel GaP katmanları yüksek kristal kalitesi ile yüksek performanslı GaP/Si heterojunction güneş hücreleri mevcut. Bu fosfor (P) uygulayarak gösterilir-Si substrat katmanlara difüzyon ve SiNx katman, Si azınlık taşıyıcı ömür boyu moleküler ışın epitaxy (MBE) boşluk büyüme sırasında bakımlı olabilir. Büyüme koşulları kontrol ederek, Gap yüksek crystal kalite P-zengin Si yüzeyinde büyüdü. Film kalitesi atomik kuvvet mikroskobu ve yüksek çözünürlüklü x-ışını kırınım ile karakterizedir. Buna ek olarak, MoOx önemli bir artış yol delik-seçici bir ilgili kişi olarak uygulanan akım yoğunluğu kısa devre. GaP/Si heterojunction güneş hücreleri elde yüksek aygıt performansını daha fazla donanım fotovoltaik cihazlar Si tabanlı performans için yolu oluşturur.

Atomik kuvvet mikroskobu (AFM) görüntüleri ve yüksek çözünürlüklü x-ışını kırınım (XRD) inceden inceye gözden geçirmek (004) yansıma ve yakın çevresinde (224) yansıma, karşılıklı uzay Haritası (RSM) civarında sallanan eğrisi de dahil olmak üzere, GaP/Si için toplandı Yapı (Şekil 1). AFM MBE-yetiştirilen Gap yüzey morfolojisi karakterize etmek için kullanıldı ve XRD crystal kalite GaP tabakasının incelemek için kullanılmıştır. GaP/Si yapısı ve Si toplu etkili ...

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

To improve the efficiency of Si-based solar cells beyond their Shockley-Queisser limit, the optimal path is to integrate them with III-V-based solar ...

Bu yöntem söyleyebilirim, büyüme sırasında yüksek silikon toplu ömür boyu korumak hakkında katmanlı silikon entegre güneş pili imalatı anahtar sorulara cevap. Bu sürecin ana avantajları biz silikon galyum fosfat taşıyıcı selektif temas heterovalent büyüme sonra bile, uzun bir silikon toplu ömür elde edebilirsiniz. Bu bize diğer III-V yarı iletkenlerin bant boşlukları erişim sağlar.Silikon alt hücreli çok yönlü güneş pili gibi bir şey. Başlamak için, yüksek yoğunluklu polietilen asit ısıtma banyosunda bir piranha çözeltisi hazırlayın, 110 santigrat dereceye ısıtın ve sıcaklığın sabitolmasını bekleyin. Başka bir asit banyosunda, iyonik kontaminasyonu gidermek, 74 santigrat dereceye ısıtmak ve sıcaklığın sabitlenmesini beklemek için seyreltilmiş hidroklorik asit ve hidrojen peroksit çözeltisi hazırlayın.Temiz bir polipropilen dört inç gofret kaset dört inç çapında float zone uç tipi çift tarafı cilalı silikon gofret yerleştirin. 10 dakika piranha çözeltisi içinde gofret ıslatın. Daha sonra gofretleri 10 dakika deiyonize suyla durulayın ve temiz bir kasete koyun.Gofretleri iyonik temizleme solüsyonunda 10 dakika bekletin ve sonra 10 dakika deiyonize suyla durulayın. Daha sonra, oda sıcaklığında üç dakika hidroflorik asit için 10 ila bir amonyum florür bir tamponoksit etch çözeltisi içinde gofret ıslatın ve 10 dakika deiyonize su ile durulayın. Temiz gofretleri kuru nitrojen gazı akışı altında kurutun.Sonra, bir kuvars tekne temiz bir gofret yerleştirin ve akan azot gazı atmosferi ile 800 santigrat dereceye ısıtılan bir kuvars tüp fırın, yükleyin. 20 dakika boyunca fırını 820 dereceye kadar artırın. Daha sonra, 1.000 SCCM fosfor oksiklorür ile kabarcıklı azot taşıyıcı gaz geçiş.15 dakika sonra, taşıyıcı gaz akışını durdurun ve fırını 800 santigrat dereceye kadar artırın. Fırından gofret çıkarın ve soğumaya bırakın. Sonra, fosfor silikat cam kaldırmak için 10 dakika boyunca taze tamponlu oksit etch çözeltisi içinde bekletin.Deiyonize suda gofret 10 dakika durulayın ve azot gazı ile kurulayın. Silikon nitrür birikimihemen önce, yerli oksitleri kaldırmak için bir dakika boyunca bir tamponoksit etch çözeltisi içinde gofret ıslatın. 10 dakika deiyonize suda durulayın ve kuru azot gazı ile kurulayın.Gofret temiz bir monokristal silikon taşıyıcı yerleştirin ve bir PECVD alet içine yükleyin, silane ve amonya kaynakları ile donatılmış. 300 watt RF gücüyle oda basıncını 3,5 torr'a ayarlayın ve saniyede 3,9 nanometre de 150 nanometre silikon nitrür deyenit. Daha sonra, galyum, fosfor ve silikon efüzyon hücreleri ile donatılmış bir MBE alet içine gofret yükleyin.Giriş odasındaki gofretteni üç saat boyunca 180 santigrat derecede nisbeten boşaltın. Sonra gofretleri tampon odasına aktarın ve 240 derecede iki saat boyunca gazdan çıkar. Gofret'i büyüme odasına yükleyin ve 850 derecede 10 dakika pişirin.Bundan sonra, 580 santigrat derece gofret serin ve uygun akıları oluşturmak için efüzyon hücreleri hazırlamak. Galyum, fosfor ve silikon ürpertileri açın ve 25 nanometre galyum fosfat ı kesintisiz büyüme yöntemiyle büyütün ve ardından 121 saniye kesintisiz büyüme yapın. Daha sonra numuneyi 200 santigrat dereceye kadar soğutun ve aletten boşaltın.Daha sonra galyum fosfat yüzeyini aside dayanıklı bir doğrama bandı ile kapatın. Silikon nitrür tabakasıkaldırmak için beş dakika boyunca% 49 hidroflorik asit yaklaşık 300 mililitre gofret ıslatın. Bandı çıkarın, gofretini 10 dakika deiyonize suyla durulayın ve azot gazı akışı altında kurutun.Sonra, taze doğrama bandı ile galyum fosfat yüzeyi kapağı. Plastik bir kabın içinde, hidroflorik asit, nitrik asit ve asetik asit karışımı 500 mililitre hazırlamak. Dikkatle HNA çözeltisi içinde gofret yerleştirin ve üç dakika oda sıcaklığında bekletin.Bandı çıkarın, gofretini deiyonize suyla durulayın ve azotla kurulayın. Dört çeyrek halinde hazırlanan gofret dilim için bir elmas kalem kullanın. Parçaları bir sepete yerleştirin, iyice deiyonize su tankında temizleyin ve azot gazı ile kurulayın.Daha sonra, 30 saniye boyunca bir tamponoksit etch çözeltisi parçaları ıslatın ve durulayın ve deiyonize su ve azot gazı ile kurulayın. Daha sonra, bir numuneye 50 nanometre amorf silikon yatırın ve silikon ömrünü kontrol edin. Daha sonra, bir içsel amorf silikon dokuz nanometre mevduat, ve p-tipi amorf silikon 16 nanometre, bir bor dopant ile, ikinci bir örnek çıplak silikon tarafında.Üçüncü bir örnekte, bir mobiden trioksit kaynağından, oda sıcaklığında, saniyede 0,5 angstroms çıplak silikon tarafında mobibdenum oksit dokuz nanometre yatırmak için termal buharlaşma kullanın. Daha sonra, amorf silikon ve mobibdenum oksit kaplı numuneleri bir RF püskürtme aletine yerleştirin ve galyum fosfat tarafı yukarı bakacak şekilde. 2.2 SCCM oksijen akış hızı ile indiyum 10 oksit 75 nanometre mevduat.Daha sonra, örnekleri boşaltın ve ters çevirin. Her numunenin üzerine bir mesa gölge maskesi yerleştirin. Onları alete geri yükleyin ve 75 nanometre daha ITO biriktirin.Örnekleri boşaltın, maskeyi parmak gölge maskesi ile değiştirin ve ITO mesasına bir kilowatt ve sekiz torr'da 200 nanometre gümüş yatırın. Örnekleri ters çevirin ve İTO galyum fosfat tarafına 200 nanometre daha gümüş yatırın. Son olarak, 220 santigrat derece ve atmosferbasıncı bir fırında örnekleri anneal.Atomik kuvvet mikroskopisi galyum fosfat tabakasının yaklaşık 0,52 nanometre lik bir kök ortalama kare pürüzlülüğe sahip olduğunu ve düşük iplikçi çıkık yoğunluğuna sahip yüksek kristal kalitesini gösterdiğini göstermiştir. Pendellosung saçaklar silikon ve galyum fosfat 004 yansımaları çift kristal omega iki teta sallanan eğrisi gözlenen pürüzsüz arayüzleri ile tutarlı idi. 224 defraksiyon noktalarının karşılıklı uzay haritası tutarlı galyum fosfat ve silikon zirveleri gösterir, galyum fosfat iyi kristal kalitesi ile silikon substrat tamamen gergin olduğunu gösteren.Galyum fosfat tabakasıeklemeden önce fosfor difüzyonu ile N artı tabakası oluşturan silikon toplu ömür milisaniye seviyelerine kadar muhafaza. Galyum fosfat silikon ömrü yaklaşık 100 mikrosaniye idi. Cihazlar ya amorf silikon bir tabaka, ya da mobibden oksit tabakası kullanılarak inşa edilmiştir.Mobibdenum oksit cihazının iç kuantum verimliliği, amorf silikon bir cihaza göre daha düşük dalga boylarında yüksek kaldı, ama aynı zamanda daha düşük dalga boylarında daha yüksek bir yansımaya sahipti. Her iki cihaz için de güneş pili performansı umut verici olarak gözlendi. Amorf silikon ve mobibdenum oksit cihazları karşılaştırılabilir verimlilik, açık devre voltajları ve dolgu faktörleri vardı.Genel olarak, mobibdenum oksit tabakası amorf silikon tabakası daha bir bütün seçici temas olarak daha iyi performans yaptı. Bu işlemi denerken, özellikle silikon nitrür yatırırken, MBE haznesine yüklemeden önce ikinci gofretin ivediliğini mümkün olduğunca temiz tutmayı unutmayın.

developing-high-performance-gapsi-heterojunction-solar-cells

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

Ortam koşullarında, paralel bir konfigürasyonda organik fotovoltaik tandem cihazları üretme yöntemi sunulmaktadır. Bu cihazlar, hava ile işlenmiş, yarı şeffaf, karbon nanotüp ortak bir katoda sahiptir.

Tandem Organik Güneş Pilleri bir iyonik Geçitli Karbon Nanotüp Ortak Katot Üretimi için ortam Yöntemi

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

Konsantre bir fotovoltaik sistemde paralel spektrum bölücü dağıtıcı eleman olarak yüksek kontrastlı ızgaraların imalatı gösterilmiştir. Nanoimprint litografi, TiO2 püskürtme ve reaktif iyon aşındırma dahil olmak üzere üretim süreçleri açıklanmaktadır. Yansıma ölçüm sonuçları, optik performansı karakterize etmek için kullanılır.

Bir Konsantre Fotovoltaik Sistemde Spectrum Yarma Dağılım Eleman Yüksek Kontrast Gratings imalatı

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 sentezlenmesi için bir protokol mevcut Zn 1-x Mg x O / Cu bakır oksit Zn 1-x Mg x O atmosferik basınç mekansal atomik tabaka biriktirme (AP-sald) üzerinden düşük sıcaklıkta açık havada 2 O heterokavşaklar. Böyle yüksek kaliteli konformal metal oksitler bu ucuz ve ölçeklenebilir bir yöntemle plastik gibi metal yüzeylere çeşitli yetiştirilebilir.

Cu geliştirilmiş Heterojonksiyonlar Kalite<sub&gt; 2</sub&gt; Depolar Atmosfer Basıncı Mekansal Atom Katman Optimizasyonu ile Güneş Pilleri O tabanlı<br /&gt; Zn<sub&gt; 1-x</sub&gt; Mg<sub&gt; X</sub&gt; O

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

elektron alıcısı ve elektron veren polimer fabrikasyonu olarak Ti alkoksitler dayalı tamamen yazdırılabilir, fulleren içermeyen, yüksek hava kararlı, toplu heteroeklem güneş hücreleri için bir yöntem burada tarif edilmektedir. Ayrıca, Ti-alkoksit ünitelerinin moleküler şişkinliğini yoluyla fotoaktif tabakasının morfolojisinin kontrol edilmesi için bir yöntem olup bildirilmektedir.

Ti-alkoksit ve Yarıiletken Polimer dayanarak Tamamen Yazdırılabilir Organik-İnorganik Toplu heteroeklem Güneş Pilleri için Morfoloji Kontrolü

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 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

Bu makale, rulodan ruloya yuva kalıp kaplı, fullerene olmayan organik fotovoltaikler üzerindeki kurutma mürekkeplerinin yerinde CBSSAXS deneylerini yerinde (laboratuvar X-ışını cihazı ile) gerçekleştirmek ve analiz etmek için bir gösteri ve kılavuzdur.

In situ Otlatma Insidans Küçük Açılı X-ışını Laboratuvar X-ışını Enstrümantasyon ile Organik Güneş Pillerinin Rulodan Ruloya Kaplama üzerine Saçılma

Öğrenin, GaP/Si heteroeklem güneş hücreleri geliştirme yöntemini ve silikon azınlık taşıyıcı ömrünü koruma tekniklerini. Bu protokol, yüksek verimli çok katmanlı güneş hücreleri için detaylı bir rehber sunar.

Yüksek performanslı GaP/Si Heterojunction güneş hücreleri gelişmekte

Daha fazla video keşfet