NTC-OTE-19-005
Technologie přípravy tandemového solárního článku na bázi křemíku
Autoři:
Ing. Calta Pavel Ph.D. (61940)
Číslo projektu: LO1402 CENTEM+
Abstrakt:
V této práci je představena technologie přípravy tandemového solárního článku a-Si:H/μc-Si:H. Tenčí absorbér z
amorfního křemíku (a-Si:H) používaný jako horní článek a tlustší absorbér z mikrokrystalického křemíku (μc-Si:H)
používaný jako dolní článek umožňují vyšší fotovoltaickou účinnost přeměny, účinnější spektrální přizpůsobení. Jednotlivé
vrstvy tandemového a-Si:H/μc-Si:H solárního článku byly kontinuálně deponovány technologií přípravy tenkých vrstev
PECVD („Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition“) v konvenčním klastrovém multikomorovém depozičním systému
s rf zdrojem (13,56 MHz) a zdrojovými prekurzorovými plyny při teplotě substrátu kolem 200°C. Tandemový článek byl
vytvořen ve superstrátové konfiguraci, kdy základ článku tvoří nosné sklo s vodivou transparentní vrstvou, na kterou je
nanesena polovodičová struktura článku. Struktura a morfologie připravených jednotlivých vrstev před vlastním použitím
v tandemovém článku byly zkoumány elektronovou mikroskopií, XRD, Ramanovou spektroskopií (krystalinita), UV-Vis
spektroskopií (transparentnost a optický pás) a FTIR spektroskopií (vodíková konfigurace ve vrstvách). Solární článek byl
testován za standardních testovacích podmínek (1000 W/m2, 25 °C, spektrální distribuce AM1,5G). Elektrické parametry
solárního článku byly zkoumány solárním simulátorem a přístrojem na měření kvantové výtěžnosti. Z naměřené VAcharakteristiky
a měřením EQE vytvořeného tandemového článku byly získány klíčové parametry. Článek vykazoval účinnost přes 11%, napětí naprázdno (Voc) 1,3 V, proud nakrátko (Jsc) dosahoval hodnoty 12 mA/cm2 a FF (fill factor)
71%.