Tehnologija solarnih panela s termičkom ko-evaporacijom mikro-halkogenida

Singapurski naučnici su pregledali sve tehnike termičkog isparavanja koje se koriste za proizvodnju halkogenidnih solarnih ćelija i modula i otkrili da nova metoda postiže veće prinose i efikasnost proizvoda, uprkos svojim ograničenjima.

Naučnici sa Energetskog istraživačkog instituta na tehnološkom univerzitetu Nanyang u Singapuru istražili su kako koristiti termičko isparavanje (TE), dobro uspostavljenu tehnologiju koja se obično koristi u mikroelektronici i fotonaponskoj industriji za proizvodnju organskih dioda koje emituju svjetlost (OLED), metalnih kontakata i premazi na raznim materijalima, za izradu mikrokalcitnih solarnih modula.

"Analizirali smo upotrebu nekoliko tehnika zasnovanih na isparavanju za proizvodnju tankih filmova halkogenida", rekla je istraživačica Annalisa Bruno za Photovoltaics, "One su se kretale od relativno jednostavnog taloženja iz jednog izvora i zajedničkog isparavanja iz više izvora, do složenijeg isparavanja u više koraka i mješavina korištenja termičkog isparavanja s reakcijama plina i tretmanom otopinom."

Ona kaže da kombinovani pristup može iskoristiti prednosti obe metode, ali ima i neka ograničenja, kao što su veća složenost i neophodnost upotrebe rastvarača.

Bruno je rekao: "Vjerujemo da je termičko isparavanje idealna metoda za brzo taloženje slojeva halkogenida jer je lako prilagodljivo, ne sadrži štetna otapala i dobro je integrirano u postojeće proizvodne linije fotonike i mikroelektronike."

Jedan od glavnih problema s ko-evaporacijom je potreba za opsežnim optimiziranjem parametara za taloženje halkogenida sa složenom stehiometrijom, posebno kada se istovremeno isparava više od dva ili tri prekursora, rekli su istraživači. Također su primijetili da dugo vrijeme taloženja može predstavljati prepreku komercijalnoj proizvodnji - problem koji većina studija obično ignorira.

Zatim su predložili niz tehnika za proizvodnju halkogenidnih solarnih ćelija i mini sklopova, koje uključuju termičko isparavanje u jednom koraku, višestepeno termalno isparavanje i višestepeno hibridno taloženje.

Tim je rekao: "Poželjno je proizvoditi ne samo isparene halkogenidne filmove, već i potpuno isparene module koristeći istu proizvodnu liniju."

Prednosti tehnike uključuju visok stepen kontrole procesa, preciznu kontrolu debljine filma, lakoću uzastopnog pričvršćivanja više slojeva filma i mogućnost obrade pri niskim temperaturama podloge. Istraživači tvrde da metode takođe omogućavaju bolje prečišćavanje prekursora tokom formiranja filma, odličnu prostornu homogenost u serijama uređaja, dobru ponovljivost i visoke prinose tokom više ciklusa proizvodnje.

Kažu: "Cijeli proces se može kontrolirati automatski i suštinski je atraktivan u smislu proizvodnje velikih razmjera i velikih količina." Oni opisuju ove proizvodne tehnike u svojoj nedavnoj publikaciji 'Termičko isparavanje i hibridno taloženje solarnih ćelija i mikrosklopova kalcijum titanita' u Jouleu.

Bruno kaže: „Vjerujemo da bi se buduća istraživanja u ovoj oblasti trebala fokusirati na nove optimalne međuslojeve uređaja kako bi se poboljšao kvalitet i transparentnost aktivnog materijala, pasivizirani defekti pomoću vakuumske tehnologije i poboljšala operativna stabilnost kako bi se maksimizirao puni potencijal termički isparenog solarnog kalcijum titanita. uređaja."