20% off DeltaTime Fluorescence Lifetime System Upgrade

There are 2 related live offers.

Horiba - DeltaTime - 20% Off | DeltaTime TCSPC Half Price | See All
Related Offers

Karakterisering av Photovoltaic Apparater vid Spectroscopic Ellipsometry genom Att Använda Utrustning från Vetenskapliga Horiba - Tunt Filma

Täckte Ämnen

Bakgrund
Den Photovoltaic Cellen - Hur Fungerar Den?
Material och Effektivitet
Photovoltaic ApparatKarakterisering
Graderat Microcrystalline SilikonLagrar
Inhomogeneous ZnO Lagrar
Kartlägga för Tjocklek av det SiNx Lagrar
Avslutning

Bakgrund

En photovoltaic cell eller den sol- cellen är en halvledareapparat som består av en diod för stor-område p--nföreningspunkt som i närvaroen av solljus är kapabel av utveckling av användbar elektrisk energi. Denna omvandling kallas det photovoltaic verkställer. Sol- celler har många applikationer och är bestämt väl - passat till lägen, var elektriskt, driva från rastret är icke tillgängligt, liksom i avlägset område driver system, orbiting satelliter för Jord, handheld räknemaskiner, avlägsna radiotelephones, bevattnar att pumpa applikationer, Etc.

Mycket av forskningen fokuseras på sol- effektivare celler för danande som är mer billig och, så att de kan effektivare konkurrera med andra energikällor. Mycket av denna optimization kräver exakt karakterisering av filmar tjocklek, och absorberingseffektivitet för det tunt filmar van vid tillverkning cellerna.

Spectroscopic ellipsometry är optisk en van vid mätningsteknik bestämmer filmar thin tjocklek och optiska konstanter enkelt och exakt. Denna artikel illustrerar kapaciteten av tekniken att karakterisera photovoltaic apparater. De gemensamt utstuderade materialen inkluderar: amorphous silikoner, poly silikoner, ZnO, ITO, SnO2, TiO2, SiNx, MgO, etc.….,

Den Photovoltaic Cellen - Hur Fungerar Den?

De photovoltaic verkställer starter med absorberingen av fotoner i en halvledare ovanför dess energimusikbandmellanrum som leder till utvecklingen av laddningsbärare (elektroner och spela golfboll i hål). Dessa laddningsbärare avskiljs därefter av en inre elkraft sätter in skapade endera vid en p-n eller en stiftföreningspunkt inom halvledaren eller vid enföreningspunkt mellan den materiella halvledaren och another.

 

Figurera 1. Diagram av en photovoltaic cell.

Slutligen samlas kan laddningsbärarna av elektroder och vara van vid frambringar en ström i det yttre går runt. Beklädaelektroden av cellen bör planläggas för att låta kicköverföringen av fotoner. Detta kan vara fulländat endera vid ett fint raster av belägger med metall eller genom att använda en genomskinlig ledande oxid (TCO) liksom Indium-Tin-Oxiden (ITO), Tin-Oxiden (SnO2) eller Zinc-Oxiden (ZnO). Antireflectionbeläggningar, van vid förhöjning beloppet av ljust förbundet in i den sol- cellen, sättas in typisk på beklädasidan av cellen. Den appliceras typisk i ett lagrar tjock användande plasma förhöjd kemisk dunstavlagring för flera hundra nanometers (PECVD).

 

Figurera 2. Det Schematiska tvärsnittet av tunt filmar en-Si: Photovoltaic cell för H.

Material och Effektivitet

Olika material har utforskats för sol- celler. Mest för cellfabriker för storskalig reklamfilm sol- tillverkning avskärmer utskrivavna sol- celler för poly-crystalline silikoner. Kan crystalline rån för Singel göras in i sol- celler för utmärkt kickeffektivitet, men de är allmänt ansedda att vara för dyra för storskaligt samlas produktion. Amorphous silikonceller har låg omvandlingseffektivitet av omkring 8%. Polymern eller organiska sol- celler byggs från ultra tunna lagrar (typisk 100 nm) av organiska halvledare. De är potentiellt mer billig till tillverkning än silikoner, men effektivitet som hitintills uppnås, är låg, och celler är högt känsliga att lufta och fuktighet, svåra danandereklamfilmapplikationer.

Photovoltaic ApparatKarakterisering

Tre exempel av tar prov gemensamt karakteriserat av spectroscopic ellipsometers är framlagt nedanfört. Analysen utfördes genom att använda en HORIBA Jobin spectroscopic Yvon UVISEL arrangerar gradvis den modulerade ellipsometeren som kontrollerades av programvara DeltaPsi2. Ellipsometric data ficks på en meta av förekomsten av 70°, över det fördjupade spektral- spänner från 0,6 till eV 6,5 (190 - 2100 nm).

Graderat Microcrystalline SilikonLagrar

Det microcrystalline silikonlagrar är inhomogeneous djupgående. Modellera inkluderar ett linjärt graderat lagrar (fungera) som är van vid, specificerar en värderar längst ner av lagrar och ett annat för det bästa lagrar. De optiska konstanterna av de microcrystalline silikonerna föreställdes genom att använda en spridningformel.

 

Figurera 3. Optiska konstanter av microcrystalline silikoner.

Det erhållande resultatet visar att den utmärkta överenskommelsen mellan modellera (fodra) och de spektral- experimentella datan (pricker) över huvud taget spänner, med? 2 =0.81 (kvalitets- parameter för resultat).

 

Figurera 4. Experimentella och frambragda data.

Inhomogeneous ZnO Lagrar

Ta prov består av ett ZnO lagrar som sättas in på c-Si. Att föreställa inhomogeneityen som är djupgående av det ZnO lagrar, modellerar ett tre lagrar, användes. Ta prov ställer ut en liten roughness överst, och tätheten av de ZnO förhöjningarna från c-Sien har kontakt (det 1st lagrar) till det bästa (det 2nd lagrar). Den ger en förhöjning av R.I.et från 1st till det 2nd lagrar.

 

Figurera 5. Optiska konstanter av ZnO

Kartlägga för Tjocklek av det SiNx Lagrar

Genom att använda ett motorized XY, ta prov arrangerar, och ett kartlägga recept som det är enkelt att automatisera analysen på olikt, placerar på ta prov. Både tjocklekar och optiska konstanter var beslutsamma på varje pekar. Kartlägga visar en variation av SiNx tjocklek mellan 600 och 750 Å över ytbehandla av ta prov.

 

Figurera 6. Tjocklek kartlägger av det SINx Lagrar

Avslutning

Spectroscopic ellipsometry är en idealteknik som ska karakteriseras, filmar tjocklekar och optiska konstanter för photovoltaic applikationer. Spectroscopic ellipsometers är också känsliga till närvaroen av grov overlayer och graderade optiska konstanter. Tekniken ger fördelen för att vara fastar, enkelt att fungera, och oskadligt för karakteriseringen av tar prov.

Källa: Horiba Filmar Vetenskapligt Tunt Uppdelning

För mer information på denna källa behaga besök Horiba som Vetenskapligt Tunt Filmar Uppdelning

Date Added: May 20, 2008 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 13. June 2013 18:32

Ask A Question

Do you have a question you'd like to ask regarding this article?

Leave your feedback
Submit