يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية حول موثوقية الخلايا الكهروضوئية، حول التأثير المشترك للإضاءة والأحمال الكهربائية والرطوبة ودرجة الحرارة. بالمقارنة مع اختبارات الموثوقية القياسية غير الإجهاد، هذه الطريقة لديها المزايا التالية: التعرض للضغوط مجتمعة، وانخفاض وقت الاختبار، ورصد الأداء في الوقت الحقيقي للجهاز. ويمكن ضبط مزيج من الضغوط لمحاكاة المناخ المحلي، مثل الظروف القطبية والصحراء.
يمكن ضبط التحيزات الكهربائية لمحاكاة التأثيرات مثل التظليل الشخصي. يسمح قياس الأداء في الوقت الحقيقي بإجراء اختبار أسرع وأبسط. وهو يتعلمنا الكثير عن عملية التدهور ويسمح بتنبؤ أفضل أو منع أفضل من آليات التحلل التي تحدث في الأجهزة.
ومن خلال هذا الإجراء، سيكون هانك ستيفرز، وكلاس باكر، وكارولين ساليو، وجميعهم من سولاينسينغ. لبدء الإجراء، إيداع 0.5 ميكرون من الموليبدينوم على الركيزة الزجاج الجير الصودا عن طريق طلاء البصق الحالي المباشر في تسلسل كومة ثنائي الطبقات. ثم، استخدام حل من هيدروكسيد الصوديوم واحد المولر و 0.3-المولار فيروزيانيد البوتاسيوم لحفر كهربائياً كيميائياً قطاع عرض ستة ملليمترات في الموليبدينوم على حافة جانب واحد طويل.
بعد ذلك، قم بإيداع طبقة امتصاص CIGS سميكة بطبقة CIGS سميكة بطبقة الـCOevaporation في غرفة فراغ تحت غلاف جوي نحاسي ودريوم وغاليوم والسيلينيوم. ثم قم بإيداع 50 نانومتر من كبريتيد الكادميوم على العينة عن طريق ترسب الاستحمام الكيميائي. استخدام الترددات الراديوية sputering لإيداع 50-65 نانومتر من أكسيد الزنك الجوهرية و 80 إلى 1،000 نانومتر من أكسيد الزنك المشطب الألومنيوم على العينة.
بعد ذلك، استخدم شفرة لإزالة أعلى أربع طبقات في شريط عرض 14 ملليمتر على حافة طويلة غير محفورة من العينة، وترك الاتصال الخلفي الموليبدينوم سليمة. مركز قناع على عينة وsputter معطف حواف العينة مع 60 نانومتر من الذهب لتشكيل الاتصالات، ثم استخدام القاطع الزجاج أو القلم الماس لقطع العينة إلى قطع واسعة سبعة ملليمترات، وبالتالي تشكيل العينات مع سبعة ملليمترات من خمسة ملليمتر السطوح الخلية. يمكنك اختبار أي جهاز تريد، أي خلية شمسية، أي وحدة، طالما يمكنك الاتصال بهم بطريقة موثوقة.
وهذا يتطلب اتصالات مصنوعة من مواد مستقرة مثل الذهب. وإلا فقد تختبر استقرار جهات الاتصال بدلاً من أجهزتك. بعد ذلك، قياس أداء الجهد الحالي خارج الموقع من الخلايا الشمسية عينة تحت الظروف القياسية في تكوين مسبار من أربع نقاط.
ثم ضع عينة تحت جهاز التصوير الحراري المضيئ مع إضاءة الأشعة تحت الحمراء وعدسة كاميرا IR 15 ميكرون. تضيء العينة وخريطة الاختلافات المكانية في درجة الحرارة. استخدم هذا لتحديد العينات المفيدة والسيئة.
بعد ذلك، ضع العينة تحت أداة رسم خرائط الإضاءة الضوئية مع LED عالي الطاقة وسجل صورة ضوئية مكانية. يجب عليك أيضا استخدام العديد من تقنيات التحليل الأخرى بما في ذلك الكهربائي، spectrophotoluminescence، قياسات كفاءة الكم الخارجي، والمجهر. واستناداً إلى هذه القياسات قبل التعرض وبعده، يمكن تحديد آليات التحلل وربطها بخصائص ما قبل التعرض.
تقييم كل عينة للعيوب البصرية واللمئية بهذه الطريقة. تخزين اثنين على الأقل من العينات غير المجاورة في مربع القفازات الأرجون مليئة كمرجعات. قم بتركيب الخلايا الشمسية غير المرجعية في حاملي العينات التي لا تلقي بظلال على الخلايا.
تأكد من أن دبابيس القياس من أصحاب الاتصال الأمامي و الخلف الذهب اتصالات من العينات. ضع حامل العينة على رف العينة من إعداد CSI لتمكين الاتصال الكهربائي بين الخلايا الشمسية وأدوات القياس. ربط ثيرموكوبل للعينات.
ضع رف العينة للإضاءة بواسطة مصدر ضوء كتلة الهواء 1.5، ثم قم بتشغيل معدات القياس والأحمال الكهربائية وحاسوب التحكم. افتح برنامج تسجيل القياس لتهيئة الأدوات، ثم قم بتصميم ملفات تعريف الإضاءة للقياسات. بعد ذلك، قم بتعبئة معلومات العينة وحدد ثيرموبل المرتبط لكل موضع نموذج.
ثم، تعيين الجهد الأولي، والجهد النهائي، وعدد من الخطوات لقياسات الجهد الحالي. تعيين مواقع الحفظ التلقائي لبيانات الجهد الحالي. تحديد التحيزات الكهربائية للعينات إذا رغبت في ذلك.
ثم إنشاء تسلسل قياس وإضافة مواقع العينة المناسبة. تعيين وقت الانتظار بين تسلسل في إطار القياس التلقائي، تليها زيادة سريعة إلى 85٪ الرطوبة النسبية، ثم بدء تسلسل غرفة المناخ، تشغيل الإضاءة، والتحول إلى نافذة المراقبة، والبدء في تسجيل القياسات الجهد الحالي. مراقبة الغرفة وعينة درجات الحرارة خلال المنحدر إلى 85 درجة مئوية.
تأكد من أن المعلمات الكهربائية يتم تسجيلها ويجري إنشاء منحنيات الجهد الحالي. مرة واحدة في الغرفة تصل إلى 85 درجة مئوية، تأكد من أن الرطوبة الغرفة يزيد إلى 85٪ لاحظ هذا كـ الوقت البدء من تجربة التحلل. اترك العينات في الجهاز لمئات إلى آلاف الساعات، وقياس منحنيات الجهد الحالي كل خمس إلى 10 دقائق.
ضبط التحيزات الكهربائية المطبقة على العينات أثناء التجربة حسب الرغبة. في نهاية التجربة، تسمح للغرفة أن تبرد إلى درجة حرارة الغرفة على مدى عدة ساعات قبل إزالة العينات. رسم التغييرات في المعلمات الكهربائية كدالة من وقت التعرض.
إزالة العينات الباردة من الغرفة وتكرار قياسات خارج الموقع على الفور. تنفيذ جميع القياسات المستخدمة قبل التعرض. بعد ذلك، قم بتوصيف كل من العينات المتحللة والمرجعية مع إنعراج الأشعة السينية، والمنظار الطيفي الكتلي الأيوني الثانوي، والمجهر الإلكتروني المسحي، و SEM، والمسح الضوئي بالأشعة السينية، وتقنيات أخرى لمزيد من التحقيق في آليات الفشل.
وفي هذا المثال، أظهرت البيانات المسجلة أثناء منحدر درجة الحرارة قبل تجارب تحلل الخلايا الشمسية التي أجريت في سيجس أن جهد الدائرة المفتوحة يختلف كدالة لدرجة الحرارة. هذه الخلايا الشمسية CIGS تتحلل في الكفاءة عندما تتعرض في وقت واحد للضوء والحرارة والرطوبة. ولوحظ انخفاض طفيف عند تعرض الخلايا الشمسية للحرارة الجافة والضوء.
هنا كان انخفاض السلبية التحيز الجهد تأثير سلبي أكثر على استقرار الخلايا الشمسية CIGS من دائرة قصيرة، الدائرة المفتوحة، أو الحد الأقصى لظروف نقطة الطاقة في الحرارة الرطبة والضوء. أظهرت مجموعة من الخلايا الشمسية CIGS ملفقة بمحتويات عالية من الصوديوم والبوتاسيوم في البداية كفاءة عالية عندما أضيئت في حرارة رطبة ، ولكنها تدهورت بشكل أسرع من الخلايا القياسية. ومع ذلك، ظلت الخلايا الملفقة بمحتويات قلوية منخفضة مستقرة نسبياً في ظل نفس الظروف.
وكشف المزيد من التحليل عن انخفاض حاد مقابل في مقاومة التحويلات للخلايا الغنية بالنيالي، والتي كانت تعزى إلى هجرة الصوديوم. بعد هذه النتائج، يجب تحليل الأجهزة بدقة مرة أخرى. وبناء على هذه النتائج، يمكن تحديد آليات التحلل للجهاز.
هذه التقنية تسمح أيضا تحديد سلوك التحلل من وحدات كاملة النطاق.
