שיטה זו יכולה לעזור לענות על שאלות מפתח לגבי האמינות של פוטו, על ההשפעה המשולבת של תאורה, עומסים חשמליים, לחות וטמפרטורה. בהשוואה לבדיקות אמינות סטנדרטיות ללא מתח, לשיטה זו יש את היתרונות הבאים:חשיפה ללחצים משולבים, זמן בדיקה מופחת וניטור ביצועים בזמן אמת של המכשיר. השילוב של לחצים יכול להיות מכוון כדי לדמות את האקלים המקומי, כגון תנאי הקוטב והמדבר.
הטיות חשמליות ניתן לכוונן כדי לדמות אפקטים כגון הצללה אישית. מדידת ביצועים בזמן אמת מאפשרת בדיקה מהירה ופשוטה יותר. הוא לומד אותנו הרבה על תהליך ההשפלה והוא מאפשר חיזוי או מניעה טובים יותר של מנגנוני השפלה המתרחשים במכשירים.
הדגמת ההליך תהיה האנק סטייג'ורס, קלאס באקר וקארוליאן סאליו, כולם מסוליאנס. כדי להתחיל את ההליך, להפקיד 0.5 מיקרון של מוליבדן על מצע זכוכית סיד סודה על ידי ציפוי זרם ישיר sputter ברצף מחסנית bilayer. לאחר מכן, השתמש בתתא של נתרן הידרוקסיד טוחן אחד ו 0.3 טוחן אשלגן ferrocyanide כדי לחרוט אלקטרוכימית רצועה ברוחב שישה מילימטר מוליגדן בקצה של צד אחד ארוך.
לאחר מכן, הפקידו שכבת סופג CIGS בעובי שני מיקרון על ידי coevaporation בתא ואקום תחת אווירת נחושת, אינדיום, גליום וסלניום. ואז להפקיד 50 ננומטר של קדמיום סולפיד על המדגם על ידי תצהיר אמבטיה כימית. השתמש sputtering גלי רדיו להפקיד 50 כדי 65 ננומטר של תחמוצת אבץ מהותית ו 80 כדי 1, 000 ננומטר של תחמוצת אבץ אלומיניום על המדגם.
לאחר מכן, השתמש בלהב כדי להסיר את ארבע השכבות העליונות ברצועה ברוחב 14 מ"מ בקצה הארוך שאינו חרוט של הדגימה, ולהשאיר את מגע מוליגדן בחזרה ללא פגע. מרכז מסכה על המדגם ומעיל sputter את הקצוות מדגם עם 60 ננומטר של זהב כדי ליצור את המגעים, ולאחר מכן להשתמש חותך זכוכית או עט יהלום לחתוך את המדגם לחתיכות ברוחב שבעה מילימטר, ובכך ליצור דגימות עם שבעה מילימטר על ידי חמישה משטחי תא מילימטר. אתה יכול לבדוק כל מכשיר שאתה רוצה, כל תא סולארי, כל מודול, כל עוד אתה יכול ליצור איתם קשר בצורה אמינה.
זה דורש מגעים עשויים מחומרים יציבים כמו זהב. אחרת ייתכן שאתה בודק את היציבות של אנשי הקשר שלך במקום את המכשירים שלך. לאחר מכן, למדוד את ביצועי המתח הנוכחי ex situ של תאים סולריים מדגם בתנאים סטנדרטיים בתצורת בדיקה ארבע נקודות.
לאחר מכן, מקם דגימה תחת התקן תרמווגרפיה מואר עם תאורת IR ועדשת מצלמת IR של 15 מיקרון. להאיר את המדגם למפות את ההבדלים המרחביים בטמפרטורה. השתמש באפשרות זו כדי לזהות דוגמאות שימושיות ורעות.
לאחר מכן, מקם את המדגם תחת מכשיר מיפוי פוטולומינציה עם LED בה עוצמה גבוהה והקליט תמונת פוטולומינציה מרחבית. עליך להשתמש גם במספר טכניקות ניתוח אחרות, כולל אלקטרולומינציה, ספקטרופוטולומינציה, מדידות יעילות קוונטית חיצונית ומיקרוסקופיה. בהתבסס על מדידות אלה לפני ואחרי החשיפות, ניתן לקבוע את מנגנוני ההשפלה ולקשר אותם למאפייני טרום החשיפה.
הערך כל מדגם עבור פגמים חזותיים וצמיגים בדרך זו. אחסן לפחות שתי דגימות שאינן סמוכות בתא כפפות מלא ארגון כהפניות. הר את התאים הסולאריים שאינם מתייחסים במחזיקי מדגם שאינם מטילים צללים על התאים.
ודא כי סיכות המדידה של המחזיקים ליצור קשר עם מגעי זהב מלפנים וגב של הדגימות. מקם את מחזיקי הדגימה בארון התקשורת לדוגמה של מערך CSI כדי לאפשר מגע חשמלי בין התאים הסולאריים לבין כלי המדידה. חבר תרמוקופלים לדגימות.
מקם את ארון התקשורת לדוגמה לתאורה על-ידי מקור אור מסה אווירית 1.5 ולאחר מכן הפעל את ציוד המדידה, את העומסים החשמליים ואת מחשב הבקרה. פתח את תוכנת רישום המדידה כדי לאתחל את המכשירים ולאחר מכן עצב פרופילי תאורה למדידות. לאחר מכן, מלא את המידע לדוגמה ובחר את התרמוקופל המקושר עבור כל מיקום לדוגמה.
לאחר מכן, הגדר את המתח הראשוני, המתח הסופי ומספר השלבים עבור מדידות המתח הנוכחי. הגדר את מיקומי האוטו-שמירה עבור נתוני המתח הנוכחי. הגדר הטיות חשמליות עבור הדגימות אם תרצה בכך.
לאחר מכן, צרו רצף מדידות והוסיפו את מיקומי הדגימה המתאימים. הגדר את זמן ההמתנה בין רצפים בחלון מדידה אוטומטית, ואחריו עלייה מהירה ל 85% לחות יחסית, ולאחר מכן להתחיל את רצף תא האקלים, להפעיל את התאורה, לעבור לחלון הניטור ולהתחיל להקליט מדידות מתח זרם. לפקח על התא ולדגום טמפרטורות במהלך הרמפה ל 85 מעלות צלזיוס.
ודא שהפרמטרים החשמליים נרשמים ונוצרות עקומות מתח זרם. ברגע שהתא מגיע ל-85 מעלות צלזיוס, ודאו שהלחות בתא עולה ל-85% שימו לב שזוהי נקודת ההתחלה של ניסוי ההשפלה. השאירו את הדגימות במכשיר למשך מאות עד אלפי שעות, ומדידת עקומות המתח הנוכחיות כל חמש עד עשר דקות.
התאימו את ההטיות החשמליות שהוחלו על הדגימות במהלך הניסוי כרצונן. בסוף הניסוי, לאפשר לתא להתקרר לטמפרטורת החדר במשך כמה שעות לפני הסרת הדגימות. התווה את השינויים בפרמטרים החשמליים כפונקציה של זמן חשיפה.
מוציאים את הדגימות הקרות מהתא וחוזרים מידות האקס סיטו. בצע את כל המדידות ששימשו לפני החשיפה. לאחר מכן, לאפיין הן את דגימות מושפל התייחסות עם דיפראקציה רנטגן, ספקטרוסקופיה מסה יון משני, סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים, SEM, ספקטרוסקופיית פוטואלקטרון רנטגן, וטכניקות אחרות כדי להמשיך לחקור מנגנוני כשל.
בדוגמה זו, נתונים שנרשמו במהלך שיפוע הטמפרטורה לפני ניסויי השפלת תאים סולריים CIGS הראו כי מתח המעגל הפתוח השתנה כפונקציה של טמפרטורה. תאים סולריים אלה של CIGS הידרדו ביעילות כאשר הם נחשפים בו-זמנית לאור, חום ולחות. השפלה מינימלית נצפתה כאשר התאים הסולאריים נחשפו לחום יבש ואור.
כאן למתח שלילי-הטיה נמוך הייתה השפעה שלילית יותר על יציבות התאים הסולאריים של CIGS מאשר קצר חשמלי, מעגל פתוח או תנאי נקודת חשמל מרביים בחום ובאור לחים. קבוצה של CIGS תאים סולריים מפוברק עם נתרן גבוה ותכולת אשלגן בתחילה הראו יעילות גבוהה כאשר מואר בחום לח, אבל הם השפיל מהר יותר מאשר תאים סטנדרטיים. עם זאת, תאים מפוברק עם תוכן אלקלי נמוך נשאר יציב יחסית באותם תנאים.
ניתוח נוסף חשף ירידה חדה מקבילה בהתנגדות דלף של תאים עשירים אלקלי, אשר יוחסה הגירה של נתרן. בעקבות תוצאות אלה, יש לנתח את ההתקנים ביסודיות שוב. בהתבסס על תוצאות אלה, ניתן לקבוע את מנגנוני ההשפלה של ההתקן.
טכניקה זו מאפשרת גם קביעת התנהגות השפלה של מודולים בקנה מידה מלא.
