فناوری پنل خورشیدی میکرو کالکوژنید تبخیر همزمان حرارتی

دانشمندان سنگاپور تمام تکنیک‌های تبخیر حرارتی مورد استفاده برای تولید سلول‌ها و ماژول‌های خورشیدی کالکوژنید را بررسی کرده‌اند و دریافتند که روش جدید علی‌رغم محدودیت‌هایی که دارد، بازده و بازده محصول بالاتری را به دست می‌آورد.

دانشمندان موسسه تحقیقات انرژی در دانشگاه فناوری نانیانگ در سنگاپور نحوه استفاده از تبخیر حرارتی (TE) را بررسی کرده‌اند، یک فناوری جاافتاده که معمولاً در صنایع میکروالکترونیک و فتوولتائیک برای تولید دیودهای ساطع نور آلی (OLED)، تماس‌های فلزی و پوشش بر روی انواع مواد، برای ساخت ماژول های خورشیدی میکروکلسیت.

محقق آنالیسا برونو به Photovoltaics گفت: «ما استفاده از چندین تکنیک مبتنی بر تبخیر را برای ساخت لایه‌های نازک کالکوژنید تجزیه و تحلیل کردیم. ترکیبی از استفاده از تبخیر حرارتی با واکنش‌های گازی و تصفیه محلول.

او می‌گوید که رویکرد ترکیبی می‌تواند از نقاط قوت هر دو روش استفاده کند، اما محدودیت‌هایی نیز دارد، مانند پیچیدگی بیشتر و لزوم استفاده از حلال‌ها.

برونو گفت: "ما معتقدیم تبخیر حرارتی روش ایده آلی برای رسوب سریع لایه های کالکوژنید است، زیرا به راحتی مقیاس پذیر است، حاوی حلال های مضر نیست و به خوبی در خطوط تولید فوتونیک و میکروالکترونیک موجود ادغام شده است."

به گفته محققان، یکی از مشکلات اصلی تبخیر همزمان، نیاز به بهینه سازی گسترده پارامترها برای رسوب کالکوژنیدها با استوکیومتری پیچیده است، به ویژه زمانی که بیش از دو یا سه پیش ساز به طور همزمان تبخیر شوند. آنها همچنین خاطرنشان کردند که زمان‌های رسوب طولانی می‌تواند مانعی برای تولید تجاری باشد - مشکلی که اکثر مطالعات تمایل دارند آن را نادیده بگیرند.

آنها سپس طیف وسیعی از تکنیک‌ها را برای ساخت سلول‌های خورشیدی کالکوژنید و مجموعه‌های کوچک پیشنهاد کردند که شامل تبخیر حرارتی یک مرحله‌ای، تبخیر حرارتی چند مرحله‌ای و رسوب هیبریدی چند مرحله‌ای است.

این تیم گفت: "مطلوب است که نه تنها فیلم های کالکوژنید تبخیر شده، بلکه ماژول های کاملا تبخیر شده نیز با استفاده از همان خط تولید تولید شود."

از مزایای این روش می توان به درجه بالایی از کنترل فرآیند، کنترل دقیق ضخامت لایه، سهولت اتصال متوالی لایه های مختلف فیلم، و قابلیت پردازش با دمای پایین بستر اشاره کرد. محققان ادعا می‌کنند که این روش‌ها همچنین امکان خالص‌سازی بهتر پیش‌سازها را در طول تشکیل فیلم، همگنی فضایی عالی در دسته‌های دستگاه، تکرارپذیری خوب و بازده بالا در طول چندین دور ساخت را فراهم می‌کنند.

آنها می گویند، "کل فرآیند را می توان به طور خودکار کنترل کرد و ذاتاً از نظر تولید در مقیاس بزرگ و با حجم بالا جذاب است." آنها این تکنیک های تولید را در نشریه اخیر خود "تبخیر حرارتی و رسوب هیبرید سلول های خورشیدی تیتانیت کلسیم و مجموعه های میکرو" در Joule توصیف می کنند.

برونو می‌گوید: «ما معتقدیم که تحقیقات آینده در این زمینه باید بر روی لایه‌های بهینه دستگاه جدید متمرکز شود تا کیفیت و شفافیت ماده فعال را بهبود بخشد، نقص‌ها را از طریق فناوری خلاء غیرفعال کند و پایداری عملیاتی را بهبود بخشد تا پتانسیل کامل کلسیم تیتانیت خورشیدی تبخیر شده حرارتی را به حداکثر برساند. دستگاه ها."