Termilise kaasaurustamisega mikro-kalkogeniidi päikesepaneelide tehnoloogia

Singapuri teadlased on läbi vaadanud kõik kalkogeniidist päikesepatareide ja moodulite tootmiseks kasutatud termilise aurustamise tehnikad ning leidnud, et uue meetodi abil saavutatakse vaatamata piirangutele suurem saagikus ja toote efektiivsus.

Singapuri Nanyangi Tehnoloogiaülikooli energeetikauuringute instituudi teadlased on uurinud, kuidas kasutada termilist aurustamist (TE), hästi väljakujunenud tehnoloogiat, mida tavaliselt kasutatakse mikroelektroonikas ja fotogalvaanilises tööstuses orgaaniliste valgusdioodide (OLED), metallkontaktide ja mitmesuguste materjalide katted mikrokaltsiidist päikesemoodulite valmistamiseks.

"Analüüsisime mitme aurustamisel põhineva tehnika kasutamist kalkogeniidist õhukeste kilede valmistamiseks," ütles teadlane Annalisa Bruno Photovoltaicsile: "Need ulatusid suhteliselt lihtsast ühe allika sadestumisest ja mitmest allikast koosnevast aurustamisest kuni keerukama mitmeastmelise aurustamiseni ja termilise aurustamise, gaasireaktsioonide ja lahuse töötlemise segu."

Ta ütleb, et kombineeritud lähenemisviis võib ära kasutada mõlema meetodi tugevaid külgi, kuid sellel on ka mõned piirangud, näiteks suurem keerukus ja vajadus kasutada lahusteid.

Bruno ütles: "Usume, et termiline aurustamine on ideaalne meetod kalkogeniidikihtide kiireks ladestamiseks, kuna see on kergesti skaleeritav, ei sisalda kahjulikke lahusteid ja on hästi integreeritud olemasolevatesse fotoonika ja mikroelektroonika tootmisliinidesse."

Teadlased ütlesid, et üks peamisi probleeme koosaurustamisega on vajadus ulatuslikult optimeerida keeruka stöhhiomeetriaga kalkogeniidide sadestamise parameetreid, eriti kui samaaegselt aurustatakse rohkem kui kaks või kolm lähteainet. Nad märkisid ka, et pikad ladestusajad võivad takistada kaubanduslikku tootmist - probleem, mida enamik uuringuid eirab.

Seejärel pakkusid nad välja mitmeid meetodeid kalkogeniidist päikesepatareide ja minikoostude valmistamiseks, mis hõlmavad üheastmelist termilist aurustamist, mitmeastmelist termilist aurustamist ja mitmeastmelist hübriidsademist.

Meeskond ütles: "Sama tootmisliini abil on soovitav toota mitte ainult aurustunud kalkogeniidkilesid, vaid ka täielikult aurustunud mooduleid."

Selle tehnika eelised hõlmavad protsessi kõrget kontrolli, kile paksuse täpset kontrolli, mitme kilekihi järjestikuse kinnitamise lihtsust ja töödeldavust madalatel substraaditemperatuuridel. Teadlased väidavad, et meetodid võimaldavad ka lähteainete paremat puhastamist kile moodustumise ajal, suurepärast ruumilist homogeensust seadmepartiides, head korratavust ja suurt saagist mitme tootmistsükli jooksul.

Nad ütlevad: "Kogu protsessi saab automaatselt juhtida ja see on oma olemuselt atraktiivne suuremahulise ja suuremahulise tootmise seisukohalt." Nad kirjeldavad neid tootmismeetodeid oma hiljutises Joule'i väljaandes "Katsiumtitaniidi päikesepatareide ja mikrokoostude termiline aurustamine ja hübriidsadestamine".

Bruno ütleb: "Usume, et selle valdkonna tulevased uuringud peaksid keskenduma uutele optimaalsetele seadmete vahekihtidele, et parandada aktiivse materjali kvaliteeti ja läbipaistvust, passiveerida defekte vaakumtehnoloogia abil ja parandada tööstabiilsust, et maksimeerida termiliselt aurustunud kaltsiumtitaniidi päikeseenergia täielikku potentsiaali. seadmed."