טכנולוגיית פאנל סולארי של מיקרו-כלקוגניד לאידוי תרמי

מדענים מסינגפור סקרו את כל טכניקות האידוי התרמי המשמשות לייצור תאים סולאריים ומודולים של כלקוגניד ומצאו שהשיטה החדשה משיגה תפוקות גבוהות יותר ויעילות המוצר, למרות מגבלותיה.

מדענים מהמכון לחקר האנרגיה באוניברסיטה הטכנולוגית נאניאנג בסינגפור חקרו כיצד להשתמש באידוי תרמי (TE), טכנולוגיה מבוססת הנפוצה בשימוש בתעשיות המיקרו-אלקטרוניקה והפוטו-וולטאיות לייצור דיודות פולטות אור אורגניות (OLED), מגעי מתכת ו ציפויים על מגוון חומרים, לייצור מודולים סולאריים של מיקרוקלציט.

"ניתחנו את השימוש במספר טכניקות מבוססות אידוי לייצור סרטים דקים של כלקוגניד", אמרה החוקרת אנאליסה ברונו ל-Photovoltaics, "אלה נעו בין שקיעה פשוטה יחסית של מקור יחיד ואידוי משותף מרובה מקורות, ועד לאידוי רב-שלבי מורכב יותר. שילוב של שימוש באידוי תרמי עם תגובות גזים וטיפול בתמיסה."

לדבריה, הגישה המשולבת יכולה לנצל את החוזקות של שתי השיטות, אבל יש לה גם כמה מגבלות, כמו מורכבות רבה יותר וההכרח להשתמש בממסים.

ברונו אמר, "אנו מאמינים שאידוי תרמי היא השיטה האידיאלית להצבה מהירה של שכבות כלקוגניד מכיוון שהיא ניתנת להרחבה בקלות, אינה מכילה ממיסים מזיקים והשתלבה היטב בקווי ייצור פוטוניקה ומיקרואלקטרוניקה קיימים."

אחת הבעיות העיקריות באידוי משותף היא הצורך לבצע אופטימיזציה נרחבת של הפרמטרים לתצהיר של כלקוגנידים עם סטוכיומטריה מורכבת, במיוחד כאשר יותר משניים או שלושה מבשרים מתאדים בו-זמנית, אמרו החוקרים. הם גם ציינו כי זמני שיקוע ארוכים יכולים להוות מחסום לייצור מסחרי - בעיה שרוב המחקרים נוטים להתעלם ממנה.

לאחר מכן הם הציעו מגוון טכניקות לייצור תאים סולאריים מסוג כלקוגניד ומכלולים מיניים, הכוללים אידוי תרמי בשלב אחד, אידוי תרמי רב-שלבי ותצהיר היברידי רב-שלבי.

הצוות אמר, "רצוי לייצר לא רק סרטי כלקוגניד מאודים, אלא גם מודולים מאוידים לחלוטין באמצעות אותו קו ייצור."

יתרונות הטכניקה כוללים דרגה גבוהה של בקרת תהליך, שליטה מדויקת בעובי הסרט, קלות הצמדת שכבות מרובות של סרט ברצף ויכולת עיבוד עם טמפרטורות מצע נמוכות. החוקרים טוענים כי השיטות גם מאפשרות טיהור טוב יותר של מבשרים במהלך היווצרות סרט, הומוגניות מרחבית מצוינת באצוות מכשירים, יכולת חזרה טובה ותפוקות גבוהות במהלך סבבי ייצור מרובים.

הם אומרים, "ניתן לשלוט על כל התהליך באופן אוטומטי והוא אטרקטיבי במהותו במונחים של ייצור בקנה מידה גדול ובנפח גבוה." הם מתארים את טכניקות הייצור הללו בפרסום האחרון שלהם "איידוי תרמי ותצהיר היברידי של תאים סולריים ומכלולי מיקרו סידן טיטניט" בג'ול.

ברונו אומר: "אנו מאמינים שמחקר עתידי בתחום זה צריך להתמקד בשכבות ביניים אופטימליות חדשות למכשירים כדי לשפר את האיכות והשקיפות של החומר הפעיל, לפסיבי פגמים באמצעות טכנולוגיית ואקום ולשפר את היציבות התפעולית כדי למקסם את מלוא הפוטנציאל של סידן טיטניט סולארי המאוד תרמי. מכשירים."