Vékonyréteg napelemek kontaktusainak technológiája és minősítése

OData támogatás
Konzulens:
Horváth Veronika
Elektronikus Eszközök Tanszéke

Tartalmi összefoglalás

Az egyre jobban elterjedő CIGS (CuInGaSe2) vékonyréteg napelem előállítási technológiájának fejlesztésével foglalkoztam az MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézetben. A CIGS napelemek hatásfoka várhatóan közelíteni fogja a kristályos Si napelemekét, míg előállítási költsége a felhasznált kis anyagmennyiség miatt lényegesen alacsonyabb lesz. A nagyobb hatásfok eléréséért az átlátszó ZnO kontaktréteg és a CIGS félvezető réteg közé egy un. átmeneti réteg leválasztása szükséges. Az egyik szóba jöhető anyag a CdS, amely képes tökéletesen befedni a CIGS felületét, és ezzel lehetővé teszi a ZnO kontaktusréteg leválasztását. A CdS leválasztása azonban nedves kémiai technológiával történik, ami vákuumtechnológiai szempontból számos problémát hordoz magában. Ezért szükséges lenne egy vákuumtechnológiával kompatibilis pufferréteg leválasztása a CIGS réteg és az átlátszó ZnO réteg közé. Megoldásnak tűnik egy ALD (Atomic Layer Deposition) technológiával készült, alumíniummal adalékolt ZnO pufferréteg leválasztása a CIGS felületére. Ez egy vákuumkompatibilis leválasztási eljárás, amely kiválthatja a CdS pufferréteg leválasztást, ezért a jövőben ennek lehetőségeit vizsgálják.

Munkám során alumíniummal adalékolt ZnO vékonyrétegeket választottam le ALD módszerrel Si ill. üveghordozóra 150oC leválasztási hőmérsékleten és az alumínium adalékolás hatásait vizsgáltam a ZnO rétegekben. A van der Pauw mérési eredményekből számított fajlagos ellenállás értékek alapján megállapítható, hogy az Al ZnO rétegbe történő adalékolásának hatására a réteg fajlagos ellenállása a kb. 15% alatti Al összetétel tartományban csökkenést mutat az intrinsic ZnO réteg fajlagos ellenállásához képest. Ebben a tartományban tehát az Al legalább részben elektromosan aktív adalékként épült be a ZnO rétegekbe. Az EDS mérések alapján megállapítható, hogy az ALD leválasztás során alkalmazott Al prekurzor impulzusok számával arányos mértékű Al épült be a ZnO rétegekbe. Az XRD mérések eredményei alapján megállapítható, hogy az Al adalék aránya hat a rétegekben kialakuló kristály orientációjára. A spektrális ellipszometriával végzett mérések azt mutatják, hogy a réteg Al-mal való adalékolásának növekedését a réteg optikai tulajdonságai is követik. Egyre növekvő adalékolással lineáris módon egyre csökkent a réteg törésmutatója.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.