Prezentace aplikace PowerPoint

1
FOTOVOLTAICKÉ CLÁNKY
Odbor materiály a technologie
Vývoj materiálu pro FVC II. generace
Amorfní hydrogenizovaný kremík a SiH

• celý clánek má tlouštku do 1µ - mnohonásobne
  nižší spotreba kremíku
• úcinnost clánku 6 8 x úcinnost dosažená v
  laboratorích 13 - teoretická hranice nad 20ti
• elektrický náboj je generován ve vrstve a SiH
  a jeho sber zajištuje vrstva transparentního
  vodivého oxidu (TCO)

• 40 krát vetší koeficient absorpce v porovnání s
  monokrystalickým kremíkem
• vetší šírka zakázaného pásu ?Eg 1.6 eV
  umožnuje efektivnejší absorpci fotonu s vyšší
  energií. (monokrystal ?Eg 1.12 eV)
• díky efektivnejší absorpci fotonu klesá tlouštka
  solárního clánku
• aSiH vrstvy pri jejichž rustu byl silan reden
  vodíkem lépe odolávají fotodegradaci (Staebler
  Wronski efekt)

Deje probíhající uvnitr FV clánku
Transparentní vodivý oxid ZnOAl / ZnOGa
Slunecní zárení je tvoreno fotony ruzných
vlnových délek. Fotovoltaické premeny se úcastní
jen ty z nich, které mají energii vetší než je
zakázaný pás polovodice (1,14 eV pro kremík).
Fotony s dostatecnou energií mohou excitovat
elektron z valencního do vodivostního pásu. PN
prechod rozdeluje elektrony a díry, které jsou
odvádeny do vnejšího obvodu.

• polovodicový oxid n-typu s prímým prechodem
  zakázaného pásu
• šírka zakázaného pásu 3,3 eV
• dosažitelná nízká rezistivieta ? 10-4 až 10
  Ocm
• propustnost 90
• atomy Al zabudovány v substitucních polohách
  hexagonální krystalové mríže

Technologie vytvárení tenkých vrstev a-SiH a
(TCO)
Struktura vrstev
Studium mikrostruktury pomocí rentgenové difrakce
Fyzikální depozice (PVD) magnetronové
naprašování

• vytvárení materiálu vysoké cistoty s výbornou
  prilnavostí
• rízení epitaxie a orientace rustu krystalitu
  (textury)
• vysoká depozicní rychlost
• velmi dobrá reprodukovatelnost strukturních ,
  elektrických a optických vlastností
  pripravovaných vrstev

• prvkové a fázové složení materiálu
• stav krystalografického usporádání
  (monokrystalické, polykrystalické, amorfní)
• velikost oblastí koherentního rozptylu rtg
  zárení (velikost krystalitu a zrn)
• urcení mikrodeformací a mrížkových napetí
• prednostní orientace krystalitu (textura)
• vysokoteplotní fázové transformace

Záznam jemnozrnného materiálu práškový ZnO
Práškový difraktometr XPert PRO
Plazmochemická depozice z plynné fáze (PECVD)

• rízení atmosféry procesu vede k rustu vrstev
  požadované mikrostruktury
• nízká teplota depozice (150 500C) umožnuje
  použití substrátu s nízkou teplotou tání jako je
  hliník nebo organické polymery.

Optické vlastnosti
Infracervená sektrometrie s Fourierovou
transformací (FTIR)
Transmisní a rádkovací elektronová mikroskopie a
elektronová difrakce

• identifikace vazeb mezi kremíkem a vodíkem
• urcení koncentrace vodíku vázaného ve strukture
• informace o kompaktnosti materiálu prípadne
  dutinách

• využití elektronové difrakce a
  prvkové analýzy pri charakterizaci fázového
  složení vrstev
• zobrazení struktury vytvorených materiálu

SiH SiH2
symetrické valencní vibracní módy
H
H
Vliv struktury na elektrické a optické vlastnosti
TCO
Si

• s rostoucím biaxiálním napetím vneseným do
  materiálu behem depozice narustá rezistivita
  ZnOAl vrstev

• zároven s rostoucím biaxiálním napetím klesá
  šírka zakázaného pásu Eg

UV-VIS Spektrofotometrie

• merení transmitance (propustnosti), absorbance a
  reflektance pro viditelné spektrum a
  blízké infracervené délky v rozsahu
  ? 400 1100 nm
• charakterizace defektu v tenkých vrstvách
  amorfního a
  mikrokrystalického kremíku metodami optické
  spektroskopie

Použité zdroje