BADANIA NAD TECHNOLOGIĄ OTRZYMYWANIA CIENKICH WARSTW EMITERA METODĄ ROZPYLANIA MAGNETRONOWEGO DLA ZASTOSOWAŃ W OGNIWACH CIGS

Cienkowarstwowe ogniwa fotowoltaiczne wykonane na bazie struktury CIGS (mieszaniny pierwiastków miedzi, indu, galu oraz selenu) należą do II generacji ogniw fotowoltaicznych. Wykazują one efektywność na poziomie zbliżonym do ogniw I generacji, lecz ze względu na niższe zużycie materiału, coraz częściej wypierają z rynku ogniwa krzemowe Artykuł przedstawia rezultaty badań dotyczących sposobu otrzymywania warstwy buforowej CdS (siarczku kadmu), zastosowanej w cienkowarstwowych ogniwach fotowoltaicznych typu CIGS. Przyjęto dwa rozwiązania technologii nanoszenia: warstwa okna CdS uzyskana metodą rozpylenia magnetronowego oraz warstwa okna CdS uzyskana metodą kąpieli chemicznej (CBD– Chemical Bath Deposition). Struktura ta powinna posiadać odpowiednią wielkość przerwy energetycznej, która pozwali na większą absorpcję fotonów, a także wymaga się, aby była cienka (mniej niż 100 nm) i jednolita. Warstwy CdS zostały nałożone przez osadzanie w kąpieli chemicznej CBD na szklanych podłożach pokrytych Mo/CIGS (naniesione warstwy metodą sputteringu magnetronowego). Uzyskano dzięki temu warstwę emitera o grubości 80 nm po czasie osadzania 35 minut. Dla porównania warstwy CdS zostały nałożone poprzez sputtering magnetronowy na podłożu Mo/CIGS, uzyskanym tą samą metodą. Następnie oba rozwiązania zostały przebadane pod względem morfologii powierzchni na elektronowym mikroskopie skaningowym, jak również przeprowadzono analizy składu pierwiastkowego warstw. Zarówno jedna, jak i druga metoda prowadzi do otrzymania warstwy emitera CdS dla zastosowań w ogniwach CIGS.

Pełny tekst (pdf)

[1]  Grudniewski T., Lubańska Z., Czernik S.: Charakterystyka AFM cienkich warstw SnO2 uzyskanych podczas sputteringu magnetronowego przy wybranych warunkach procesu. Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury – Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, JCEEA, t. XXXII, z. 62 (2/15), 2016, s. 99-106, DOI:10.7862/rb.2015.40.

[2]  Alexander J.N., Higashiya S., Caskey Jr D., Efstathiadis H., Haldar P.: Deposition and characterization of cadmium sulfide (CdS) by chemical bath deposition using an alternative chemistry cadmium precursor, Elsevier, Solar Energy Materials & Solar Cells 125, 2014, pp. 47-53.

[3]  Gułkowski S., Krawczak E., Olchowik J. M.: Optimization of metallic precursor thickness ratio for CIGS solar cell prepared by magnetron sputtering process, 31st European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 2015, pp. 1330-1332.

[4]  Acciarri M., Le Donne A., Garattini P., Falcone M., Marchionna S., Meschia M., Moneta R., Gasparotto A.: Cu(In,Ga)Se₂ solar cells on flexible substrate fabricated by an innovative roll to roll hybrid sputtering and evaporation process, 29th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 2014, pp. 1837-1839.

[5]  Zdyb A., Olchowik J. M., Szymczuk D., Mucha J, Zabielski K., Mucha M., Sadowski W.: Analysis of the Interfacial Energy of GaAs-Si Heterostructures”, Cryst. Res. Technol. 37 (2002), p. 875-880.