Terminen yhteishaihdutus mikrokalkogenidi-aurinkopaneelitekniikka

Singaporen tutkijat ovat tarkastelleet kaikki lämpöhaihdutustekniikat, joita käytetään kalkogenidi-aurinkokennojen ja -moduulien valmistukseen ja havainneet, että uudella menetelmällä saavutetaan korkeampi saanto ja tuotetehokkuus rajoituksistaan ​​​​huolimatta.

Singaporen Nanyangin teknologisen yliopiston energiatutkimuslaitoksen tutkijat ovat tutkineet, kuinka käyttää lämpöhaihdutusta (TE), joka on hyvin vakiintunut tekniikka, jota yleisesti käytetään mikroelektroniikka- ja aurinkosähköteollisuudessa orgaanisten valodiodien (OLED), metallikontaktien ja pinnoitteet erilaisille materiaaleille mikrokalsiittiaurinkomoduulien valmistamiseksi.

"Analysoimme useiden haihduttamiseen perustuvien tekniikoiden käyttöä kalkogenidiohutkalvojen valmistuksessa", tutkija Annalisa Bruno kertoi Photovoltaicsille. "Nämä vaihtelivat suhteellisen yksinkertaisesta yhden lähteen saostuksesta ja usean lähteen yhteishaihduttamisesta monimutkaisempiin monivaiheiseen haihduttamiseen ja lämpöhaihdutuksen ja kaasureaktioiden sekä liuoskäsittelyn yhdistelmä."

Hän sanoo, että yhdistetty lähestymistapa voi hyödyntää molempien menetelmien vahvuuksia, mutta sillä on myös joitain rajoituksia, kuten suurempi monimutkaisuus ja tarve käyttää liuottimia.

Bruno sanoi: "Uskomme, että lämpöhaihdutus on ihanteellinen menetelmä kalkogenidikerrosten nopeaan kerrostukseen, koska se on helposti skaalautuva, ei sisällä haitallisia liuottimia ja se on integroitu hyvin olemassa oleviin fotoniikan ja mikroelektroniikan tuotantolinjoihin."

Tutkijat sanoivat, että yksi yhteishaihduttamisen tärkeimmistä ongelmista on tarve optimoida kalkogenidien kerrostumisen parametrit monimutkaisen stoikiometrian avulla, varsinkin kun haihdutetaan samanaikaisesti enemmän kuin kaksi tai kolme esiastetta. He huomauttivat myös, että pitkät kerrostumisajat voivat muodostaa esteen kaupalliselle tuotannolle - ongelma, jonka useimmat tutkimukset jättävät huomiotta.

Sitten he ehdottivat erilaisia ​​tekniikoita kalkogenidiaurinkokennojen ja minikokonaisuuksien valmistamiseksi, mukaan lukien yksivaiheinen lämpöhaihdutus, monivaiheinen lämpöhaihdutus ja monivaiheinen hybridipinnoitus.

Tiimi sanoi: "On toivottavaa tuottaa ei vain haihdutettuja kalkogenidikalvoja, vaan myös täysin haihdutettuja moduuleja käyttäen samaa valmistuslinjaa."

Tekniikan etuja ovat korkea prosessin hallinta, kalvon paksuuden tarkka säätö, useiden kalvokerrosten peräkkäisen kiinnittämisen helppous ja prosessoitavuus alhaisissa substraattilämpötiloissa. Tutkijat väittävät, että menetelmät mahdollistavat myös prekursorien paremman puhdistuksen kalvon muodostuksen aikana, erinomaisen avaruudellisen homogeenisuuden laite-erissä, hyvän toistettavuuden ja korkeat saannot useiden valmistuskierrosten aikana.

He sanovat: "Koko prosessia voidaan ohjata automaattisesti, ja se on luonnostaan ​​houkutteleva laajamittaisen ja suuren volyymin valmistuksen kannalta." He kuvaavat näitä tuotantotekniikoita äskettäisessä Joule-julkaisussa "Thermal evaporation and hybrid deposition of kalsiumtitaniitin aurinkokennoissa ja mikrokokoonpanoissa".

Bruno sanoo: "Uskomme, että tämän alan tulevassa tutkimuksessa tulisi keskittyä uusiin optimaalisiin välikerroksiin aktiivisen materiaalin laadun ja läpinäkyvyyden parantamiseksi, vikojen passivoimiseksi tyhjiötekniikan avulla ja toiminnan vakauden parantamiseksi lämpöhaihdutetun kalsiumtitaniitin aurinkoenergian täyden potentiaalin maksimoimiseksi. laitteet."