ترجمه مقاله ساخت سلول خورشیدی فیلم نازک سیلیکون

توضیحات

عنوان فارسی: ساخت سلول های خورشیدی فیلم نازک انعطاف پذیر سیلیکون- آمورف بر روی یک صفحه پاریلن با استفاده از یک فرآیند جداسازی مستقیم

عنوان انگلیسی:

Fabrication of Flexible Amorphous-Si Thin-Film Solar Cells on a Parylene Template Using a Direct Separation Process

خلاصه:

در این مقاله، گزارشی از ساخت سلول های خورشیدی فیلم نازک انعطاف پذیر سیلیکون – آمورف بر روی یک صفحه پاریلن با استفاده از یک صفحه شیشه ای و بدون استفاده از چسب ارائه می شود. سلول خورشیدی فیلم نازک سیلیکون- آمورف بعد از یک فرآیند که در دمای بالای 200 درجه سلسیوس انجام می شود، از شیشه جدا شود. فیلم های a-Si و پاریلن، با استفاده از فرآیند رسوبگیری بخار شیمیایی با وجود پلاسما در فرکانس بالا و یک راکتور پاریلن جدا میشوند .

(Plasma enhanced chemical vapor deposition(PECVD): فرایندی است برای تولید فیلم های نازک از حالت بخار به حالت جامد به کار میرود. برای اینکار از واکنش های شیمیایی که به دلیل تولید پلاسما انجام می شوند استفاده می شود. تولید  پلاسما نیاز به فرکانس بالا دارد. )

صفحه شیشه ای پوشیده شده با پاریلن تحت عملیات تابانیدن گرمایی (annealing) و پلاسمای  قرار گرفته است. بعلاوه، فیلم های  به عنوان لایه های مانع، بین اکسید هادی شفاف و فیام های پاریلن استفاده شده اند. جزئیات پلاسماهای گازهای مختلف و اثرات مانع بر حسب ریخت شناسی سطح و مشخصات سلول خورشیدی بررسی شده اند. سلول خورشیدی فیلم نازک a-Si بر صفحه پاریلن، با ولتاژ مدار باز 0.74V ، چگالی جریان اتصال کوتاه ، فاکتور fill با مقدار 54.98% و بازدهی تبدیل 5.78% می تواند به دست آید. بعد از تست خمشی 10-mm-radius برای 5000times، سلول خورشیدی فیلم نازک a-Si ،هنوز دارای بازدهی تبدیل 4.94% است. این نتایج نشان می دهد که یک سلول خورشیدی فیلم نازک بر صفحه پاریلن، پتانسیل بالایی برای کاربردهای فاوولتائیک دارد.

کلمات کلیدی: سیلیکون آمورف (a-Si)، جداسازی مستقیم، انعطاف پذیر، پاریلن، سلول خورشیدی

مقدمه

سلول های خورشیدی بر روی صفحه های انعطاف پذیر دارای اهمیت فراوانی در زمینه تکنولوژی فوتوولتائیک هستند. مفهوم وسایل انعطاف پذیر تا حد زیادی بستگی به مواد بستر دارد. برای تولید یک ماده انعطاف پذیر، یک بستر انعطاف چذیر باید جایگزین بسترهای سخت و غیر قابل انعطافی مانند شیشه شوند. در گذشته، فویل (فلز ورقه شده) های الومینیومی و بسترهای پلیمری به عنوان مواد بستر انعطاف پذیر، برای کاربردهای فوتوولتائیک انعطاف پذیر به کار رفته اند. ساخت سلول های خورشیدی بر روی بسترهای پلیمری از لحاظ هزینه اقتصادی تر از استفاده از بسترهای فویل فلزی است. یک محدودیت مواد پلیمری پایین تر بودن دمای ذوب آن، مثلا 200 درجه سلسیوس، است ؛ بنابراین باعث محدود شدن ماکزیمم دمای فرآیند میشود. برای ساخت سلول های خورشیدی با استفاده از مواد سیلیکونی، ماده a-Si عموما در دمای 200 درجه سلسیوس ساخته می شوند، بنابراین دمای بهینه که خواص الکتریکی بهتری (تراکم نقص کمتر، نظم ساختاری بیشتر، حساسیت به نور بیشتر و غیره )در آن حاصل شود، می تواند به دست آید. اخیرا، چندین تحقیق ساخت سلول های خورشیدی a-Si را بر روی مواد انعطاف پذیر پلی تیلن ترفتالات و پلی آمید، به ترتیب در دمای 125 و 200 درجه  سلسیوس، بررسی کرده اند. برای غلبه بر دمای بحرانی فرآیند 200 درجه سلسیوس، در این مقاله، یک بستر پلیمری از پاریلن پیشنهاد شده است. فیلم پاریلن، یک ماده محکم بادوام است که غیر قابل انحلال در عوامل اکسید کننده، حلال های آلی و اسیدهای معدنی است. فیلم پاریلن می تواند خواص فیزیکی و مانعی (خاصیتی برای نفوذ مواد مانند گاز و مایع در مواد) خود را در دمای 220 درجه در جو خنثی برای بیش از       h  10⁵ حفظ کند. سلول های خورشیدی فیلم- نازک بر روی یک صفحه پاریلن که بر روی یک صفحه شیشه ای قرار دارن ساخته می شود. فیلم ضخیم پاریلنی فرآیند سلول خورشیدی که بر روی شیشه سخت رسوب می کند، می تواند ثبات ابعادی بستر پلاستیکی را افزایش دهد. ساختار هوشمند پیشنهاد شده در این مقاله، نیاز به هیچ گونه ماده چسباننده برای اتصال صفحه شیشه ای و پاریلن ندارد.

بعلاوه، یک اشکال ماده پلیمری، نفوذ بیشتر بخار آب در آن، نسبت به شیشه و فویل فلزی است. حساسیت بالای بیشتر مواد آلی و الکترود در حضور رطوبت، می تواند منجر به خرابی عملکرد و عمر کوتاهتر شود. متداول ترین فیلم های سد رطوبت، فیلم های غیر آلی بر مبنای سیلیکون مانند اکسید سیلیکون، نیترید سیلیکون و اکسی نیترید سیلیکون هستند. یک مشکل دیگر، چسبندگی ضعیف بین ماده پلیمر و فیلم های غیرآلی است. روش های استفاده از پلاسما یک روش مناسب برای بهبود چسبندگی است.

در این مقاله، گزارشی از ساخت سلول های خورشیدی فیلم نازک انعطاف پذیر سیلیکون- آمورف بر روی یک صفحه پاریلن با استفاده از یک صفحه شیشه ای طی یک فرآیند با دمای بیش از 200 درجه سلسیوس ارائه می شود. صحفه شیشه پوشیده از پاریلن تحت اثر مواد Ar, N₂, O₂  قرار می گیرد. لایه های SiN_x, SiO_x  به عنوان مواد مانع (ممانعت از نفوذ) استفاده می شوند. اثرات پلاسماهای گازی متفاوت و مواد مانع در غالب مشخصات سلول های خورشیدی و ریخت شناسی سطحی بررسی شده اند.

توجه:

• برای دانلود فایل word کامل ترجمه لطفا اقدام به خرید فرمایید.
• پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.