Napelemek rekombinációs áramainak meghatározása fotolumineszcencia képek felvételével

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Mizsei János
Elektronikus Eszközök Tanszéke

A diplomamunkámban fotolumineszcens képalkotásra alkalmas berendezések fejlesztésével foglalkoztam. Ezen mérési módszerek kalibrációját a Semilab Zrt.-ben elérhető PV-2000 berendezés QSS-µPCD módszerével végeztem el.

Bevezetésként a napelem ipar jelenlegi állását ismertetem, ahol részletesebben kitérek a passziválás kérdéseire és a passziválás egyik jellemző paraméterére, az emitter szaturációs áramra. A következő rész egy általános képet ad a rekombinációs mechanizmusokról és veszteségekről, majd mélyrehatóbban a tömbi és a felületi rekombinációs folyamatokról. Ezek után a fontosabb rekombinációs paraméterekre térek ki: diffúziós hossz, élettartam és az emitter szaturációs áram.

A dolgozat további részei a cégnél elérhető két fotolumineszcens képalkotásra alkalmas mérési felépítést, és a mérések kalibrációjára szolgáló QSS-µPCD módszert mutatják be.

Az első mérési felépítésnél a minta teljes felülete van megvilágítva lézerfénnyel és a fotolumineszcens jelet egy CCD kamera detektálja. A második berendezés egy mozgó szeletes elrendezés, ahol a megvilágítás és a detektálás egy vonalban történik. A minta mozgatásának és a vonal felvételnek szinkronizálásával fotolumineszcens kép készíthető. A mérési elrendezések módosításával és a készített képek szoftveres korrigálásával sikerült jó minőségű képeket készíteni.

A dolgozat végén a két módszerrel készített fotolumineszcens képeket vetettem össze a QSS-µPCD emitter szaturációs áram térképpel. Kezdetben lineáris függvénnyel jellemeztem a PL jel intenzitásának inverze és a J0 értéke közötti kapcsolatot. A linearitás nagy paramétertartományon jó közelítés, viszont alacsony J0 értékek esetében már nem elhanyagolhatók a tömbi rekombinációs folyamatok. Ezért meghatároztam egy korrekciós függvényt ezen kapcsolat leírására. Az összefüggést mérések támasztják alá.

A fotolumineszcens mérési módszerek fejlesztésével és kalibrációjával sikerült egy olyan eljárást kialakítani, amelynek alkalmazása napelem iparban is lehetséges a szortírozó berendezésekbe való integrálással.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.