.gif)
다루는 주제
배경
태양광 전지 - 어떻게 그것은 작동합니까?
재료 및 효율성
태양광 장치 특성화
등급 Microcrystalline 실리콘 층
Inhomogeneous ZnO 층
SiNx 층의 두께 매핑
결론
배경
태양광 셀, 또는 태양 전지는 햇빛의 면전에서 사용 가능한 전기 에너지를 생성하는 능력이 큰 지역의 PN 접합 다이오드로 구성된 반도체 장치입니다. 이 변환은 광전 효과라고합니다. 태양 전지는 많은 애플 리케이션을 가지고 있고, 특히 같은 원격 지역의 전력 시스템, 저궤도 위성, 휴대용 계산기, 원격 radiotelephones, 물 펌프 응용 프로그램 등에서와 같이 그리드에서 전력을 사용할 경우에 적합
그들이보다 효과적으로 다른 에너지 소스와 경쟁 수 있도록 많은 연구가, 태양 전지는 저렴하고 좀더 효율적인 제작에 초점을 맞춘 것입니다. 대부분이 최적화의 대부분은 세포를 제조하는 데 사용되는 박막에 대한 필름 두께 및 흡수 효율의 정확한 특성이 필요합니다.
Spectroscopic 타원 편광 반사 측정법은 간단하고 정확하게 박막 두께 및 광학 상수를 결정하는 데 사용되는 광학 측정 기술이다. 이 문서는 광전 장치를 특징으로 기술의 능력을 보여줍니다. 일반적으로 공부 자료는 다음과 같습니다 비정질 실리콘, 폴리 실리콘, ZnO, ITO, SnO2, TiO2, SiNx, MgO, 등 ...
태양광 전지 - 어떻게 그것은 작동합니까?
광전 효과는 충전 사업자의 세대 (전자와 홀)로 이어지는 그 에너지 밴드 갭 위의 반도체에 광자의 흡수와 함께 시작합니다. 이러한 충전 사업자는 다음 반도체 내에서 PN 접합 또는 PIN을 통해 생성된 내부 전기장에 의해 또는 반도체와 다른 물질 사이의 이종 접합로 구분됩니다.
.gif)
그림 1. 태양광 전지의 다이어그램.
마지막으로 충전 항공사는 전극에 의해 수집되고 외부 회로에 전류를 생성하는 데 사용할 수 있습니다. 세포의 전면 전극은 광자의 높은 전송을 허용하도록 설계되어야합니다. 이것은 금속의 벌금 격자을 통해 수행할 수 있습니다, 또는 인듐 - 주석 - 산화물 (ITO), 주석 산화물 (SnO2) 또는 아연 산화물 (ZnO)로 투명 전도성 산화물 (TCO)를 사용하여. 태양 전지에 결합 빛의 양을 증가하는 데 사용되는 반사 코팅은, 일반적으로 세포의 전면 측면에 입금됩니다. 그것은 일반적으로 플라즈마 향상 화학 기상 증착 (PECVD)를 사용하여 수백 나노미터 두께의 레이어에 적용됩니다.
.gif)
. 박막 - 네의 그림 2 도식의 단면 : H의 광전 셀.
재료 및 효율성
각종 자료는 태양 전지에 대해 조사했습니다. 대부분의 대규모 상용 태양 전지 공장 제조 화면 폴리 - 결정 실리콘 태양 전지를 인쇄. 단일 결정 웨이퍼가 우수한 고효율 태양 전지로 만들 수 있지만, 그들은 일반적으로 대규모 양산에 비해 너무 비싸 것으로 간주됩니다. 비정질 실리콘 전지는 8 % 정도의 낮은 변환 효율성을했습니다. 고분자 또는 유기 태양 전지는 유기 반도체의 초고 얇은 층 (일반적으로 100 nm의)에서 내장되어 있습니다. 그들은 실리콘보다 제조 잠재적으로 저렴하지만, 날짜를 달성 효율성이 낮은되고 세포가 상용 애플 리케이션이 어렵게 공기와 습기에 매우 민감합니다.
태양광 장치 특성화
일반적으로 spectroscopic ellipsometers 특징 샘플 세 가지 예제는 아래에 제공됩니다. 분석 사용하여 수행되었습니다 HORIBA Jobin Yvon UVISEL spectroscopic 위상 변조 타원계 DeltaPsi2 소프트웨어에 의해 제어합니다. Ellipsometric 데이터는 0.6에서 6.5 EV (- 2,100 nm의 190)에 확장 스펙트럼 범위에 걸쳐, 70 °의 발병률의 각도로 인수했다.
등급 Microcrystalline 실리콘 층
microcrystalline 실리콘 층은 깊이 inhomogeneous 있습니다. 모델 한 레이어의 하단에있는 가치와 레이어 상단의 또 다른 하나를 지정하는 데 사용되는 등급 계층 (선형 함수)가 포함되어 있습니다. microcrystalline 실리콘의 광학 상수는 분산 공식을 사용하여 표현했다.
.gif)
그림 3. microcrystalline 실리콘의 광학 상수.
얻은 결과는 모델 (라인)과? 2 = 0.81 (결과 품질 매개 변수)와 전체 스펙트럼 범위에서 실험 데이터 (점) 사이의 우수한 계약을 보여줍니다.
.gif)
그림 4. 실험 및 생성된 데이터입니다.
Inhomogeneous ZnO 층
예제는 C - 네에 입금 ZnO 계층으로 구성되어 있습니다. ZnO 층의 깊이 inhomogeneity을 나타내기 위해, 3 계층 모델은 사용되었습니다. 예제는 위에 작은 거칠기을 전시하고, ZnO의 밀도는 C - 네 인터페이스 (1 층)에서 최고 (2 층)로 증가합니다. 이것은 1 일부터 2 레이어에 대한 굴절률의 증가를 제공합니다.
.jpg)
ZnO의 그림 5. 광학 상수
SiNx 층의 두께 매핑
전동 XY 샘플 무대와 매핑 제조법을 사용하여 그것은 샘플에 다른 위치에있는 분석을 자동화하는 것은 간단하다. 모두 두께 및 광학 상수는 각 지점에서 결정됩니다. 매핑은 샘플의 표면을 통해 600 750 사이 SiNx 두께의 편차를 보여줍니다.
.jpg)
그림 6. SINx 층의 두께지도
결론
Spectroscopic 타원 편광 반사 측정법은 태양광 어플 리케이션을위한 필름 두께 및 광학 상수를 특성화하기 위해 이상적인 기술이다. Spectroscopic ellipsometers은 또한 거친 overlayer 및 등급 광학 상수의 존재에 민감합니다. 기술 샘플의 특성화를 위해 운영하는 빠르고, 간단하고 비파괴하는 이점을 제공합니다.
출처 : Horiba 과학 - 박막과
이 원본에 대한 자세한 내용은 참조하시기 바랍니다 Horiba 과학 - 박막 부문