Nieskonakładowe procesy osadzania cienkowarstowego
Ogniwa fotowoltaniczne (PV) oparte na selenku miedziowo-inidowo-galowym (CIGS) to jedna z trzech głównych technologii cienkowarstwowych PV stosowanych w ogniwach słonecznych. Mimo przejścia już do etapu produkcji masowej, w chwili obecnej polega to na kosztownych i trudnych do kontrolowania procesach osadzania próżniowego. Naukowcy zainicjowali projekt http://www.scalenano.eu/ SCALENANO z zamiarem opracowania alternatywnego rozwiązania niepróżniowego wykorzystującego przyjazne dla środowiska procesy oparte na nanocząsteczkowym elektroosadzaniu materiału prototypowego. Wynikiem tego procesu jest lepsza homogeniczność boczna materiału prototypowego. Członkowie projektu skupiają się na udoskonaleniu architektur ogniw słonecznych poprzez wytwarzanie nanosłupków tlenku cynku na warstwie transparentnych tlenków przewodzących (TCO) za pomocą elektroosadzania. Na miejscu opracowywane są techniki kontroli jakości i monitorowania w trybie online, aby umożliwić skalowalność procesów niepróżniowych na podłoża wielkopowierzchniowe. Poza elektroosadzaniem, badacze pracują nad walidacją i rozwojem alternatywnych procesów, aby wyprodukować następną generację ogniw i modułów chalkogenidkowych. Wspomagane aerozolem elektrostatycznym osadzanie z fazy gazowej (ESAVD) i osadzanie z kąpieli chemicznej to jedne z najbardziej obiecujących metod. Absorbery kesterytowe oceniono pod kątem przydatności jako zamiennik trudnodostępnego indu w przyszłych cienkowarstwowych ogniwach słonecznych. Naukowcy określili już prototypy systemów do dalszej optymalizacji i skutecznie wyprodukowali je z wykorzystaniem łatwo skalowalnej technologii. Pomyślnie wykazali wydajność do 12% na elektroosadzonej warstwie CIGS na powierzchni 30 x 60 cm2. Opracowano urządzenie kesterytowe z prototypowych metali elektroosadzonych i również osadzono na podłożu szklanym warstwy chalkogenidkowe w oparciu o ESAVD. Ponadto, dokonano syntezy pierwszych tlenków TCO z wykorzystaniem elektroosadzania, ESAVD lub osadzania metodą kąpieli chemicznej. Zamierzeniem SCALENANO jest dostarczenie niskonakładowej technologii osadzania do osadzania funkcjonalnych cienkowarstwowych powłok PV. Oczekuje się, że produkty końcowe będą charakteryzowały się wydajną przemianą energii przy znacznie obniżonym koszcie w porównaniu z konwencjonalnymi metodami osadzania.
Słowa kluczowe
Fotowoltaiczne, chalkogenidkowe, moduły słoneczne, selenek miedziowo-inidowo-galowy, cienkowarstowe, niepróżniowe, elektroosadzanie, prekursor, naparowywanie, kesteryt
