Termiskās līdziztvaikošanas mikrohalkogenīda saules paneļu tehnoloģija

Singapūras zinātnieki ir pārskatījuši visas termiskās iztvaikošanas metodes, ko izmanto, lai ražotu halkogenīda saules baterijas un moduļus, un atklājuši, ka jaunā metode nodrošina augstāku ražu un produktu efektivitāti, neskatoties uz tās ierobežojumiem.

Zinātnieki no Singapūras Nanjangas Tehnoloģiskās universitātes Enerģētikas pētniecības institūta ir izpētījuši, kā izmantot termisko iztvaikošanu (TE), kas ir vispāratzīta tehnoloģija, ko parasti izmanto mikroelektronikas un fotoelementu rūpniecībā, lai ražotu organiskās gaismas diodes (OLED), metāla kontaktus un dažādu materiālu pārklājumi, lai izgatavotu mikrokalcīta saules moduļus.

"Mēs analizējām vairāku uz iztvaikošanu balstītu metožu izmantošanu, lai izgatavotu halkogenīda plānās kārtiņas," pētniece Annalisa Bruno pastāstīja Photovoltaics: "Tās bija no salīdzinoši vienkāršas viena avota nogulsnēšanās un vairāku avotu līdziztvaikošanas līdz sarežģītākai daudzpakāpju iztvaicēšanai un termiskās iztvaicēšanas ar gāzu reakcijām un šķīduma apstrādes sajaukums."

Viņa saka, ka kombinētā pieeja var izmantot abu metožu stiprās puses, taču tai ir arī daži ierobežojumi, piemēram, lielāka sarežģītība un nepieciešamība izmantot šķīdinātājus.

Bruno teica: "Mēs uzskatām, ka termiskā iztvaikošana ir ideāla metode ātrai halkogenīda slāņu nogulsnēšanai, jo tā ir viegli mērogojama, nesatur kaitīgus šķīdinātājus un ir labi integrēta esošajās fotonikas un mikroelektronikas ražošanas līnijās."

Viena no galvenajām problēmām, kas saistītas ar iztvaikošanu, ir nepieciešamība plaši optimizēt halkogenīdu nogulsnēšanās parametrus ar sarežģītu stehiometriju, īpaši, ja vienlaikus tiek iztvaicēti vairāk nekā divi vai trīs prekursori, sacīja pētnieki. Viņi arī atzīmēja, ka ilgs nogulsnēšanās laiks var radīt šķērsli komerciālai ražošanai - problēma, kuru lielākā daļa pētījumu mēdz ignorēt.

Pēc tam viņi ierosināja virkni metožu halkogenīda saules bateriju un mini mezglu izgatavošanai, kas ietver vienpakāpju termisko iztvaikošanu, daudzpakāpju termisko iztvaikošanu un daudzpakāpju hibrīda nogulsnēšanos.

Komanda teica: "Ir vēlams ražot ne tikai iztvaicētas halkogenīda plēves, bet arī pilnībā iztvaicētus moduļus, izmantojot to pašu ražošanas līniju."

Tehnikas priekšrocības ietver augstu procesa kontroles pakāpi, precīzu plēves biezuma kontroli, vairāku plēves slāņu secīgas piestiprināšanas vienkāršību un apstrādājamību zemā substrāta temperatūrā. Pētnieki apgalvo, ka metodes ļauj arī labāk attīrīt prekursorus plēves veidošanās laikā, izcilu telpisko viendabīgumu ierīču partijās, labu atkārtojamību un augstu ražu vairāku ražošanas posmu laikā.

Viņi saka: "Visu procesu var kontrolēt automātiski, un tas ir ļoti pievilcīgs liela mēroga, liela apjoma ražošanas ziņā." Viņi apraksta šīs ražošanas metodes savā nesenajā publikācijā "Kalija titanīta saules bateriju un mikroelementu termiskā iztvaikošana un hibrīda nogulsnēšanās" Džoulā.

Bruno saka: "Mēs uzskatām, ka turpmākajos pētījumos šajā jomā būtu jākoncentrējas uz jauniem optimāliem ierīču starpslāņiem, lai uzlabotu aktīvā materiāla kvalitāti un caurspīdīgumu, pasivētu defektus, izmantojot vakuuma tehnoloģiju, un uzlabotu darbības stabilitāti, lai maksimāli palielinātu termiski iztvaicētā kalcija titanīta saules enerģijas potenciālu. ierīces."