Teknologi panel surya mikro-kalkogenida co-evaporasi termal

Ilmuwan Singapura telah meninjau semua teknik penguapan termal yang digunakan untuk memproduksi sel surya dan modul chalcogenide dan menemukan bahwa metode baru ini mencapai hasil yang lebih tinggi dan efisiensi produk, terlepas dari keterbatasannya.

Ilmuwan dari Institut Penelitian Energi di Universitas Teknologi Nanyang di Singapura telah menyelidiki bagaimana menggunakan evaporasi termal (TE), teknologi mapan yang biasa digunakan dalam industri mikroelektronika dan fotovoltaik untuk menghasilkan dioda pemancar cahaya organik (OLED), kontak logam, dan pelapis pada berbagai bahan, untuk membuat modul surya mikrokalsit.

“Kami menganalisis penggunaan beberapa teknik berbasis penguapan untuk membuat film tipis chalcogenide,” kata peneliti Annalisa Bruno kepada Photovoltaics, “Ini berkisar dari deposisi sumber tunggal yang relatif sederhana dan penguapan bersama multi-sumber, hingga penguapan multi-langkah yang lebih kompleks dan campuran menggunakan penguapan termal dengan reaksi gas dan pengobatan solusi."

Dia mengatakan pendekatan gabungan dapat mengambil keuntungan dari kekuatan kedua metode, tetapi juga memiliki beberapa keterbatasan, seperti kompleksitas yang lebih besar dan kebutuhan untuk menggunakan pelarut.

Bruno berkata, "Kami percaya penguapan termal adalah metode yang ideal untuk deposisi cepat lapisan chalcogenide karena mudah terukur, tidak mengandung pelarut berbahaya dan telah terintegrasi dengan baik ke dalam jalur produksi fotonik dan mikroelektronika yang ada."

Salah satu masalah utama dengan penguapan bersama adalah kebutuhan untuk mengoptimalkan secara ekstensif parameter pengendapan kalkogenida dengan stoikiometri kompleks, terutama ketika lebih dari dua atau tiga prekursor diuapkan secara bersamaan, kata para peneliti. Mereka juga mencatat bahwa waktu pengendapan yang lama dapat menghadirkan penghalang untuk produksi komersial - masalah yang cenderung diabaikan oleh sebagian besar penelitian.

Mereka kemudian mengusulkan berbagai teknik untuk membuat sel surya chalcogenide dan rakitan mini, yang mencakup penguapan termal satu langkah, penguapan termal multi langkah, dan deposisi hibrid multi langkah.

Tim mengatakan, "Diinginkan untuk memproduksi tidak hanya film chalcogenide yang diuapkan, tetapi juga modul yang diuapkan sepenuhnya menggunakan jalur manufaktur yang sama."

Keuntungan dari teknik ini termasuk kontrol proses tingkat tinggi, kontrol ketebalan film yang tepat, kemudahan pemasangan beberapa lapisan film secara berurutan, dan kemampuan proses dengan suhu substrat rendah. Para peneliti mengklaim bahwa metode ini juga memungkinkan pemurnian prekursor yang lebih baik selama pembentukan film, homogenitas spasial yang sangat baik dalam kumpulan perangkat, pengulangan yang baik, dan hasil yang tinggi selama beberapa putaran pembuatan.

Mereka berkata, "Seluruh proses dapat dikontrol secara otomatis dan secara intrinsik menarik dalam hal manufaktur berskala besar dan bervolume tinggi." Mereka menggambarkan teknik produksi ini dalam publikasi terbaru mereka 'Evaporasi termal dan deposisi hibrid sel surya kalsium titanit dan rakitan mikro' dalam Joule.

Bruno mengatakan: "Kami percaya bahwa penelitian di masa depan dalam bidang ini harus fokus pada interlayer perangkat baru yang optimal untuk meningkatkan kualitas dan transparansi bahan aktif, pasifkan cacat melalui teknologi vakum dan tingkatkan stabilitas operasional untuk memaksimalkan potensi penuh kalsium titanit matahari yang diuapkan secara termal perangkat."