Çok zorlu bir teknoloji, üçlü bileşik yarı iletkenler ve bunların çok katlı alaşımına dayanmaktadır. CuInSe (CIS) üzerindeki tek kristal çalışmasının ilk sonuçları son derece umut vericiydi, ancak malzemenin karmaşıklığı, bir ince film teknolojisi olarak karmaşık görünüyordu.

Bununla birlikte, öncü çalışma kayak, anında başarı gösterdi. CIS proses teknolojisinin proses koşullarına göre çok esnek olduğu ortaya çıktı. Boeing tarafından çok kaynaklı birlikte buharlaştırma için iyi kontrol edilen bir sistem oluşturmak, kısa sürede CIS hücresini ince film güneş pili verimlilikleri açısından öncü yaptı.

ARCO Solar, 1980’lerin ortalarında, mevcut ince film işlemeye daha iyi uyarlanmış bir üretim teknolojisi, yani metal filmlerin sonraki bir selenizasyon ile püskürtülmesini geliştirdi. Daha sonraki gelişmelerde Ga ve kükürt eklenmesi verimliliğin artmasına yardımcı oldu.

Malzeme Özellikleri ve Biriktirme Teknikleri

Üçlü bileşiğin faz bileşimi çoğunlukla ikili Cu2Se ve In2Se3 fazının sözde ikili faz diyagramı ile tanımlanır. Son araştırmalar, tek fazlı kalkopirit CuInSe2’nin yalnızca küçük bir bakır eksikliğinde var olduğunu göstermiştir. İndiyum açısından zengin filmlerde kusurlu kalkopirit fazları ayrışır.

Bununla birlikte, bileşiğin elektronik özellikleri, stokiyometriden sapmadan çok fazla etkilenmez. Teorik hesaplamalardan makul bir açıklama elde edildi. Cu boşlukları, In geçiş yerleriyle birlikte nötr bir kusur kompleksi oluşturur.

Bu kompleksin enerji seviyeleri değerlik veya iletim bandında yer alır. Ayrıca, bu kalkopirit yarı iletken bileşikler, yüzeyde Cu-tükenmiş bir kusur tabakası oluşturur. Bu davranış, bağlantı oluşumu için önemli sonuçlara sahiptir çünkü p-tipi filmin yüzeyinde bir tip inversiyonu oluşturur.

CIGS filmlerinin kalitesi için sodyumun önemi giderek daha belirgin hale geldi. Sodyum sadece filmin kristalleşmesini iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda iletkenliği de arttırır. Mekanizma hala bilinmiyor. Sodyumun tane sınırlarında veya kusurlarda dahil edildiğine dair çok sayıda kanıt vardır. Yığın içindeki Na konsantrasyonu çok düşük olmalıdır.

Bu oldukça karmaşık bileşiklerin büyük ölçekli üretimi için, emici tabakanın biriktirilmesi için iki farklı yaklaşım ve hatta felsefe mevcuttur.

– Öncü katmanların biriktirilmesi ve sonraki bir işlem veya H2Se buharında tavlama. Biriktirme birkaç basit aşamaya ayrılmıştır. Bu süreçler, mümkün olduğu kadar “hazır” ekipmanı kullanabilir ve bu nedenle prensip olarak yalnızca süreç geliştirmeye ihtiyaç duyar. Ancak, bu strateji şimdiye kadar sınırlı bir başarı elde etti. Ayrıca, soğurucu tabakanın bileşimini, düşük bant aralığına sahip, açısından zengin malzeme ile sınırlar.

– Küçük alanlı laboratuvar ölçekli cihazlarda en iyi performansı veren süreç birlikte buharlaşmadır. Bu prosedür, cihaz optimizasyonunda tam esneklik sağlar. Ancak, mühendisler için uygun buharlaşma kaynaklarını tasarlarken bir yandan da yüksek verimliliğe yükseltme garantisine ulaşmak gerçek bir zorluktur.

CIGS film biriktirme için farklı yöntemleri gösterin. Dikkatli analizler ve gelecekteki deneyimler, yükseltme için hangi seçeneğin en uygun olduğunu göstermelidir. Birkaç basit adımın eklenmesi, karmaşık ancak verimli bir süreçten daha az ekonomik olabilir.

Viessmann güneş enerjisi fiyat listesi
Güneş panelleri
Müstakil ev için güneş paneli
Viessmann güneş paneli fiyatları
Güneş Enerjisi sistemleri fiyatları
1 ev için güneş paneli maliyeti
Bir evin elektrik ihtiyacını karşılayacak güneş paneli
Güneş Paneli sistemi

Hat içi birlikte buharlaştırmanın biriktirme hızı, halihazırda bilinen parametreler ve kaynak tasarımı ile 5 cm/dk kadar yüksek olabilir. Bu, 1 m uzunluğundaki bir modülün 20 dakikada yerleştirilebileceği anlamına gelir.

Selenizasyon işlemiyle üretilen hücreler, bu işlem sırasında bu elementi filme homojen bir şekilde dahil etmenin temel zorluğu nedeniyle, yalnızca hücrelerin arkasına doğru galyum içerir. Bu nedenle, yüzeye doğru bant aralığı, kademeli bir bant aralığı yapısı oluşturan kükürt eklenerek genişletilir.

Selenizasyon tekniği, Siemens Solar tarafından CIS modüllerinin ilk pilot üretiminin ve pazara sunulmasının temelidir. %12’nin üzerindeki açıklık alanı verimlilikleri, bu modülleri güç uygulamaları için çekici kılmaktadır.

Cu(In,Ga)Se2 gibi dört elementten oluşan bileşiklerin geniş alanlarda buharlaşma işlemleri çözülemez problemler olarak kabul edilmiştir. Bununla birlikte, IPE’de CdS birikimine kadar uzanan uzun vadeli deneyime dayanarak, Güneş Enerjisi ve Hidrojen Araştırma Merkezi (ZSW), 60 cm genişliğindeki cam yüzeyler üzerinde birlikte buharlaşma süreçlerini gösterdi.

Hücreyi sürekli bir proseste paslanmaz çelik veya polimer ağ üzerine yerleştiriyor. Vakum biriktirme sistemleri yüksek yatırım gerektirdiğinden, partikül biriktirme gibi diğer yöntemler araştırılmaktadır.

Güneş Pili ve Modül Özellikleri

CIGS modül üretimi, diğer ince film güneş pili malzemeleri gibi ince film üretim işlemlerinin aynı avantajlı özelliklerine sahiptir. Gösterilen tipik cihaz yapısı, genellikle CIGS filmlerinin sodyum ile katkılanması için bir kaynak olarak da hizmet eden bir soda kireci cam alt tabakaya dayanmaktadır.

Tipik güneş pilleri, 500◦C’nin üzerindeki bir alt tabaka sıcaklığında Mo kaplı cam alt tabakalar üzerine biriktirilir. Heteroeklem, kükürt kaynağı olarak Cd iyonları ve tiyoüre içeren bir çözeltiden ince bir CdS tabakasının kimyasal olarak çökelmesiyle oluşturulur.

Bu işlemin birçok içsel avantajı vardır, bu nedenle onu başka bir Cd içermeyen bileşik veya daha uygun bir gaz fazı işlemi ile değiştirmek zordur. En verimli cihazlar ve ilk büyük ölçekli modül üretimleri hala CdS katmanına dayanmaktadır.

Bununla birlikte, birçok laboratuvardaki araştırma, CdS katmanının değiştirilmesine odaklanmaktadır. Japonya’daki bir çalışma, hâlihazırda pilot üretimde olan ıslak çökeltilmiş bir Zn(S,OH) bileşiğini içermektedir.

CdTe veya a-Si’de olduğu gibi üst tabaka hücrelerini gerçekleştirme girişimleri, CIGS filmi için yüksek biriktirme sıcaklığı tarafından engellenir ve bu da heteroeklemde kontrol edilemeyen bir interdifüzyonla sonuçlanır. Bu nedenle bu cihazların verimi %10 ile sınırlıdır.

Laboratuvar ölçekli cihazlar için %19’a yaklaşan çok yüksek verimlilikler bildirilmiştir. Bu sonuç, bu malzeme sistemi için proses parametrelerinin ampirik optimizasyonu ile elde edilmiştir.

Bu malzeme sisteminde tanımlanmış özelliklere sahip bileşikler tasarlamanın yüksek esnekliği nedeniyle yakın gelecekte daha da fazla iyileştirme beklenebilir. Bu malzeme sistemi için elde edilen güneş pili performansının en iyi değerlerini özetler.

Diğer bir zorluk ise, üçlü kalkopirit bileşikleri CuInS2 ve CuGaSe2 temelinde yüksek voltaj cihazlarının gerçekleştirilmesidir. Bu geniş enerji aralığına sahip malzemelerle elde edilen verimlilik, düşük aralıklı Cu(In,Ga)Se2’ye göre hala oldukça düşüktür.

Bu sınırlama çoğunlukla bant aralığına kıyasla düşük açık devre voltajından kaynaklanmaktadır. Bununla birlikte, malzemelerin, özellikle yüzey ve bağlantı özelliklerinin daha iyi anlaşılması, cihazların yakın gelecekte daha da geliştirilmesine yardımcı olabilir ve üçlü ince film fotovoltaik cihazlar için yeni perspektifler açabilir.

Daha ileri gelişmeler, CdS tampon tabakasının değiştirilmesine ve muhtemelen film kalınlığının azaltılmasına ve hatta nadir elementler olarak In ve Ga’nın değiştirilmesine yöneliktir. 

The post Güneş Modülleri  – Enerji Mühendisliği Ödevleri – Enerji Mühendisliği Ödev Hazırlatma – Enerji Mühendisliği Alanında Tez Yazdırma – Enerji Mühendisliği Ödev Yaptırma Fiyatları first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).