جعل السجلات كفاءة SNS خلايا شمسية بواسطة التبخير الحراري وترسب طبقة الذري

Rafael Jaramillo; Vera Steinmann; Chuanxi Yang; Katy Hartman; Rupak Chakraborty; Jeremy R. Poindexter; Mariela Lizet Castillo; Roy Gordon; Tonio Buonassisi

doi:10.3791/52705

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

Summary

Tin sulfide (SnS) is a candidate material for Earth-abundant, non-toxic solar cells. Here, we demonstrate the fabrication procedure of the SnS solar cells employing atomic layer deposition, which yields 4.36% certified power conversion efficiency, and thermal evaporation which yields 3.88%.

Abstract

كبريتيد القصدير (SNS) هو مادة امتصاص مرشح للخلايا الشمسية الأرض وفيرة، وغير سامة. تقدم SNS سهلة مراقبة مراحل والنمو السريع عن طريق التبخر الحراري والمنسجمة، وأنها تمتص الضوء المرئي بقوة. ومع ذلك، لفترة طويلة ظلت سجل كفاءة تحويل الطاقة من الخلايا الشمسية SNS أقل من 2٪. مؤخرا أثبتنا كفاءة سجل مصدقة جديدة من 4.36٪ باستخدام SNS أودعتها ترسب طبقة الذري، و3.88٪ باستخدام التبخير الحراري. هنا وصف الإجراء لتصنيع هذه الخلايا الشمسية القياسية، وفقا لما ذكرته والتوزيع الإحصائي للعملية التصنيع. الانحراف المعياري للقياس الكفاءة على ركيزة واحدة هو عادة أكثر من 0.5٪. جميع الخطوات بما في ذلك اختيار الركيزة والتنظيف، مو الاخرق للاتصال الخلفي (الكاثود)، SNS الترسيب، والصلب، التخميل السطح، الزنك (O، S) اختيار طبقة عازلة والترسيب، موصل شفافة (الأنود) الترسيب، ومعدنة وصفها. على كل ركيزة نبتدع 11 الأجهزة الفردية، ولكل منها منطقة نشطة 0.25 سم ^2. وعلاوة على ذلك، يتم وصف نظام لقياس الإنتاجية العالية من منحنيات الجهد الحالي تحت محاكاة ضوء الشمس، والخارجي قياس كفاءة الكم مع التحيز ضوء متغير. مع هذا النظام ونحن قادرون على قياس مجموعات البيانات الكاملة على جميع الأجهزة 11 بطريقة مؤتمتة وفي أقصر وقت ممكن. هذه النتائج توضح قيمة دراسة مجموعات عينة كبيرة، بدلا من التركيز الضيق على أعلى أداء الأجهزة. مجموعات كبيرة من البيانات تساعدنا على تمييز ومعالجة آليات فقدان الفردية التي تؤثر على أجهزتنا.

Introduction

وحدات الطاقة الشمسية رقيقة (PV) تستمر لجذب الاهتمام والنشاط البحثي الكبير. ومع ذلك، فإن اقتصاديات السوق PV تتغير بسرعة والنامية الناجحة تجاريا PV رقيقة أصبح احتمال أكثر تحديا. لم يعد من الممكن اتخاذها المزايا تكلفة التصنيع على التكنولوجيات القائمة على رقاقة أمرا مفروغا منه، ويجب السعي تحسينات في الكفاءة والتكلفة على قدم المساواة. ^1،2 في ضوء هذا الواقع الذي اخترناه لتطوير SNS كمادة امتصاص لل رقيقة PV الفيلم. SNS مزاياه العملية الجوهرية التي يمكن أن تترجم إلى انخفاض تكلفة التصنيع. إذا أمكن إثبات الكفاءة العالية، ويمكن اعتباره بديلا الإفلات في لتيل كد في التجاري رقيقة PV الفيلم. هنا، يتجلى الإجراء تلفيق للسجل SNS الخلاي....