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SPECTRUMA 輝光放電光譜儀對太陽能薄膜電池的分析

檢測樣品:薄膜電池

檢測項(xiàng)目:膜層成分

方案概述:在制造薄膜太陽能電池過程中的主要挑戰(zhàn)是控制膜層的成分,。商品化所需要的膜層結(jié)構(gòu)重復(fù)再現(xiàn)性和依靠膜層精確成分的電池的電學(xué)性質(zhì)同樣重要。輝光放電發(fā)射光譜分析能夠適用于確定整個(gè)涂層系統(tǒng)的深度剖面元素含量分析,。

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更新時(shí)間2022年08月15日

上傳企業(yè)上海人和科學(xué)儀器有限公司

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薄膜太陽能電池

薄膜太陽能電池顧名思義就是將一層薄膜制備成太陽能電池,,其用硅量極少,更容易降低成本,,是緩解能源危機(jī)的新型光伏器件,。薄膜太陽能電池可以使用在價(jià)格低廉的陶瓷、石墨,、金屬片等不同材料當(dāng)基板來制造,,形成可產(chǎn)生電壓的薄膜厚度僅需數(shù)μm,目前轉(zhuǎn)換效率可以達(dá)13%,。

 

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圖1  CIGS薄膜太陽能電池

CIGS薄膜太陽能電池是基于銅,、銦、鎵,、硒[Cu(In,,Ga)Se2]薄膜。這種太陽能電池已經(jīng)展現(xiàn)了優(yōu)秀的效率,,有替代制造成本更高尺寸更厚的硅基太陽能電池的潛能,。CIGS薄膜太陽能電池通過在基體上成多層薄膜加工而成。Mo層和CdS/ZnO層形成電接觸電極,。CIGS膜層作為陽光吸收層,。最通常的制造方法是同時(shí)或者按照順序在基體上蒸發(fā)或?yàn)R射銅,、銦、鎵,。被蒸發(fā)上的硒和膜層反應(yīng)從而確定最終的合成膜層,。

在制造薄膜太陽能電池過程中的主要挑戰(zhàn)是控制膜層的成分。商品化所需要的膜層結(jié)構(gòu)重復(fù)再現(xiàn)性和依靠膜層精確成分的電池的電學(xué)性質(zhì)同樣重要,。輝光放電發(fā)射光譜分析能夠適用于確定整個(gè)涂層系統(tǒng)的深度剖面元素含量分析,。

 

 

GDOES 定義及原理簡介

輝光放電發(fā)射光譜(GDOES)是一種對金屬和非金屬固體材料進(jìn)行定性和定量分析的光譜方法。GDOES可以用來研究樣品的元素組成,、層厚和層結(jié)構(gòu),。此外,可以確定涂層重量,。

將樣品置于輝光放電源中,,作為陰極進(jìn)行切換。輝光放電源在低壓下充滿氬氣,。在空心陽極和陰極之間施加直流電壓,。由于直流電壓的能量輸入,氬原子被電離,,形成等離子體。離子向負(fù)樣品表面加速并擊落一些樣品原子(“濺射”),。被濺射出的樣品原子擴(kuò)散到等離子體中,,在那里它們與高能電子碰撞。在這些碰撞過程中,,能量被傳遞給樣品原子,,促使它們進(jìn)入激發(fā)態(tài),并很快回到基態(tài),?;氐交鶓B(tài)原子發(fā)射出具有特征波長光譜的光(圖2)。在光譜儀中,,不同波長的光被光學(xué)系統(tǒng)色散,,不同波長的特征光(譜線)由探測系統(tǒng)記錄。這些線的強(qiáng)度與等離子體中對應(yīng)元素的濃度成正比,。

 

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圖2  輝光放電激發(fā)過程

 

采用SPECTRUMA GDA 750輝光放電光譜儀(圖3快速監(jiān)測太陽能光伏電池中重要元素H,、OCu,、In,、GaSe,、Mo,、Si,、CCa,、Zn,、CdTe,、Sn,、Al等隨深度的濃度變化,直觀的分析太陽能光伏的鍍層結(jié)構(gòu),。

 

 

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圖3  SPECTRUMA GDA 750輝光放電光譜儀

……

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