22 ноября 2013 / Инспекция ячеек солнечных батарей методом микроскопия комбинационного рассеяния

Свернуть меню
 


22 ноября 2013 / Инспекция ячеек солнечных батарей методом микроскопия комбинационного рассеяния

 

Инспекция ячеек поликристаллических кремниевых солнечных батарей
методом микроскопия комбинационного рассеяния

 

3D сканирующий конфокальный микроскоп
комбинационного рассеяния

Междисциплинарные исследования на субмикронном уровне

  • Конфокальная микроскопия комбинационного рассеяния
  • Компактная модульная система
  • Широкий спектральный диапазон (UV, VIS, IR)
  • Высокая чувствительность
  • Высоко временная и температурная стабильность

 

Как ожидается в ближайшем будущем, энергия из возобновляемых источников будет играть важную роль (солнечная энергия, например). Чтобы преобразовывать энергию солнечного света непосредственно в электричество, широко используются солнечные батареи на основе кристаллического или поликристаллического кремния. Кремниевые технологии доминируют на рынке из-за быстрого уменьшения их стоимости. Поликристаллические ячейки, изготовленные из блоков расплавленного и застывшего кремния, дешевле монокристаллических, но они имеют меньшую эффективность. Изображение под оптическим микроскопом такого типа ячейки приводится на Рис.1. Блоки различного типа кремния хорошо различаются на данном оптическом изображении. Присутствие аморфного кремния ведет к уменьшенной конверсионной эффективности, поэтому анализ степени кристалличности кремния в солнечных ячейках важен для технологического процесса. Спектроскопия комбинационного рассеяния может использоваться для исследований степени кристалличности. Последнее демонстрируется ниже на примере анализа ячейки поликристаллической кремниевой солнечной батареи (Рис. 2)

В результате того, что в кристаллическом кремнии все длины химических связей одинаковы, в его спектре комбинационного рассеяния наблюдается только один острый пик с волновым числом 520 cm-1.

В аморфном кремнии длины связей варьируются, что приводит к широкой спектральной особенности в районе 480cm-1 (Рис. 2).

Степень кристалличности кремния пропорциональна отношению интенсивностей I520/I480. На рис. 2 можно увидеть, что различные блоки в поликристаллической кремниевой ячейке имеют различное количество aморфной фазы.

 

Заключение

Конфокальный микроскоп комбинационного рассеяния Confotec MR520 может с успехом использоваться для анализа ячеек кремниевых солнечных батарей.

 

 

 

 

 

 SOL instruments: спектрометр, рамановский микроскоп, эмиссионный спектрометр. confotec mr520 sait 800

Рисунок 1

SOL instruments: спектрометр, рамановский микроскоп, эмиссионный спектрометр. pv fig1

Изображение под оптическим микроскопом ячейки поликристаллической кремниевой солнечной батареи. Наблюдаются большие блоки различного типа кремния.

Рисунок 2

SOL instruments: спектрометр, рамановский микроскоп, эмиссионный спектрометр. pv fig2
Микроскопия комбинационного рассеяния поликристаллической кремниевой солнечной ячейки. Черный цвет соответствует более высокому содержанию кристаллической фракции кремния, светлые тона соответствуют более высокому содержанию аморфной фазы кремния.