Текстура солнечной батареи: D1 81 d0 be d0 bb d0 bd d0 b5 d1 87 d0 bd d0 b0 d1 8f d0 b1 d0 b0 d1 82 d0 b0 d1 80 d0 b5 d1 8f d1 82 d0 b5 d0 ba d1 81 d1 82 d1 83 d1 80 d0 b0: стоковые векторные изображения, иллюстрации

Содержание

Текстура натурального листа позволила повысить эффективность пластиковых солнечных панелей | Солнечная энергия

Специалисты из Принстонского Университета долгое время работали над улучшением способностью к поглощению света у фотоэлектрических элементов. Они обратили свое внимание на живые цветы и их листья, которые являются самыми лучшими накопителями солнечной энергии в природе. В качестве эксперимента было решено создать из гибких солнечных элементов панель, строение которой в точности бы повторяло лист со всеми его бороздами и изгибами.

По словам профессора биологической и химической инженерии в Пристоне, Юэ-Лин Лоо, плоская поверхность может, как поглощать световое излучение, так и отражать его. Созданные на панели изгибы стали подобием некоего волновода, благодаря чему объем поглощаемого света возрос сразу на сорок семь процентов.

Основная исследовательская работа группы ученых осуществлялась с фотоэлектрическими панелями из пластика, которые обладают низкой стоимостью и почти не используются из-за низкой эффективности. После длительного исследования путей повышения данного показателя, ученые пришли к использованию метода имитации натуральных изгибов листьев на поверхности.

Работает это очень просто. В современной лаборатории «Howard Stone’s», имеющей аэрокосмический и механический отделы, ими была проведена обработка специального жидкого фотографического клеевого состава при помощи ультрафиолетового света. В результате данного процесса на поверхности материала образовались борозды разного размера и заметные изгибы. Благодаря такому сочетанию удалось достигнуть невероятно высокого результата. Несмотря на то, что сам процесс более чем прост, для его осуществления потребовалось произвести масштабные математические расчеты. Тем не менее, подготовленный процесс может быть с легкостью внедрен в существующее производство и не требует специальной квалификации от производственных специалистов. Общее количество мелких и крупных борозд может быть отрегулировано изменением рабочего напряжения.

Примечательно, что создание на поверхности фотоэлектрических элементов борозд различного размера способствовало увеличению механической прочности изделия и снизило механическое напряжение отдельных участков при изгибе. Ранее, когда пластиковые батареи подвергались изгибу, их эффективность сильно падала, вплоть до семидесяти процентов; новый же метод позволит избежать таких потерь.

После проведенных испытаний и анализа их результата, ученые пришли к выводу, что пластиковые фотоэлектрические элементы нового типа обладают способностью к поглощению очень длинных волн света. Обычные же батареи практически не используют инфракрасный диапазон светового излучения. Благодаря использованию новой технологии, использование света в этом диапазоне спектра возросло в шесть раз. Такие впечатляющие показатели и являются ключевым моментом в повышении эффективности пластиковых элементов.

По словам исследователя из лаборатории «Howard Stone’s», доктора Пилинамы Ким, полученные результаты просто поразили ученых, ведь они и представить не могли, что простейшее изменение структуры фотоэлектрических элементов на манеру естественной листвы может обеспечить такой прирост эффективности.

Представленная разработка может сослужить добрую службу популяризации дешевых пластиковых солнечных батарей. Более того, технология может быть применена и к другим типам солнечных панелей, для качественного увеличения их эффективности.{odnaknopka}

Перовскит увеличит эффективность кремниевых солнечных батарей без ущерба для производства

Поверхность кремниевых пирамидок в солнечном элементе, покрытых слоем перовскита

EPFL

Швейцарские ученые разработали технологию получения солнечного элемента, который одновременно включает в себя и кремниевую, и перовскитную части. Эффективность гибридной батареи составила 25,2 процента — это рекордный показатель для батарей такого типа. При этом стоимость технологии не сильно отличается от стоимости производства стандартных кремниевых элементов, пишут ученые в Nature Materials.

Наиболее распространенным полупроводниковым материалом, который может поглощать солнечный свет и преобразовывать его в электрическую энергию, остается кремний — именно из него сделано большинство современных солнечных батарей. Один из основных недостатков этого материала — фундаментальные ограничения в эффективности преобразования энергии: для однослойной солнечной батареи из кремния ее максимум не превышает 30 процентов. Значительно больших КПД удается добиться при использовании многослойных ячеек из других полупроводниковых материалов. Например, эффективность солнечных батарей из арсенидов галлия и индия приближается к 50 процентам, однако их производство очень дорого и в промышленных масштабах пока что не может быть реализовано.

В качестве замены кремнию именно для массового производства солнечных батарей чаще других материалов предлагают использовать соедиенения со структурой перовскита. Обычно перовскитные солнечные ячейки включают в себе органо-неорганические материалы на основе трииодида метиламмония свинца (CH3NH3PbI3), и уже сейчас их эффективность превышает 20 процентов. Дополнительно повысить КПД батарей на основе перовскитных материалов тоже можно за счет использования многослойных полупроводниковых структур, однако, как и в случае с арсенидными элементами, производство эффективных перовскитных ячеек из большого числа слоев нанометровой толщины пока остается слишком дорогим.

Для уменьшения стоимости производства многослойных перовскитных солнечных элементов и одновременного увеличения их эффективности швейцарские ученые под руководством Кентена Жангро (Quentin Jeangros) из Федеральной политехнической школы Лозанны предложили наносить тонкий слой перовскитного полупроводника на поверхность более эффективных кремниевых ячеек. Использование подобных гибридных элементов позволяет увеличить эффективность поглощения солнечного света: перовскит лучше поглощает в синей и зеленой частях спектра, а кремний — в красной и инфракрасной.

Подобные гибридные ячейки уже пытались получать, однако все они использовали плоские полированные кремниевые поверхности, которые недостаточно эффективно поглощают свет. Более эффективные кристаллы кремния, которые используются сейчас в солнечных элементах, имеют на своей поверхности текстуру, состоящую из массива пирамидок микронного размера, что сильно снижает долю отраженного света. Однако такая текстура затрудняет осаждение на нее слоев других составов с помощью традиционных методов (таких как спин-коутинг). Поэтому в данном случае ученые предложили использовать для получения перовскитного и промежуточных слоев целый комплекс методов осаждения пленок из газовой фазы после совместного испарения компонентов, в том числе термическое напыление, атомно-слоевое осаждение и магнетронное распыление.

Схема слоистой структуры гибридного солнечного элемента (слева) и изображения его поверхности, полученные с помощью атомно-силовой микроскопии — до (b) и после (c) нанесения на поверхность кремния перовскитного слоя

F. Sahli et al./ Nature Materials, 2018

В результате правильного подбора составов всех слоев, необходимых для создания p-i-n-перехода, химикам удалось получить солнечный элемент, в котором поверхность кремния покрывала многослойная структура, включающая основной слой перовскита толщиной около 400 нанометров. Эффективность преобразования энергии солнечного элемента составила 25,2 процента — это рекордный показатель для гибридных батарей такого типа. А за счет использования именно пирамидальной кремниевой поверхности удалось добиться и высокого значения плотности тока в ячейке: она достигала 19,5 миллиампер на квадратный сантиметр.

Микрофотографии поверхности солнечного элемента после нанесения на поверхность кремния перовскитного слоя

F. Sahli et al./ Nature Materials, 2018

По словам авторов работы, основное достоинство предложенного метода — это его полная совместимость с современной технологией производства кремниевых батарей. Поэтому добавление к процессу одной дополнительной стадии не сильно скажется на стоимости производства, зато значительно увеличит эффективность получаемых элементов. Ученые отмечают, что в дальнейшем с помощью такого подхода эффективность гибридных солнечных ячеек может быть увеличена и до 30 процентов.

Одна из главных недостатков современных перовскитных батарей — их химическая и физическая деградация, которая приводит к быстрому снижению эффективности. Чтобы решить эту проблему, исследователи предлагают различные подходы. Например, недавно для этого химики разработали перовскитную солнечную батарею с дополнительным слоем фторированного графена, который не дал КПД элемента упасть за месяц больше, чем на 18 процентов. Другой способ замедления деградации — снятие внутренних напряжений в кристалле, к которому может привести облучение батареи светом энергией больше ширины запрещенной зоны.

Александр Дубов

Наноструктуры повысят КПД солнечных батарей

В последние годы ученым удалось значительно уменьшить толщину фотоячеек с помощью вспомогательных структур, размер которых не превышает длины волны видимого света.

Высокоэффективные материалы, такие как полупроводники на основе оксидов элементов III–IV групп, а также кристаллический кремний, стоят очень дорого. Другие же материалы, например, аморфный кремний, цена которого относительно невысока, не обеспечивают требуемого КПД. Известно, что чем тоньше рабочая среда элемента, тем легче носители заряда достигают его границ. Однако при этом увеличивается вероятность того, что фотон пройдет сквозь солнечную батарею, не успев абсорбироваться.

В лаборатории Стэндфордского университета пытаются создать солнечные батареи толщиной 1–2 мкм. Известно, что нанесенная на поверхность фотоячеек текстура способна в 50 раз увеличить степень абсорбции света за счет изменения углов прохождения фотонов сквозь ячейку. При этом методы нанофотоники могут улучшить этот показатель еще в 10 раз.

Один из таких методов – плазмоника. Фотоны, сталкиваясь с небольшими металлическими структурами, приводят к образованию плазмонов, или коллективных колебаний свободного электронного газа в металле. Этот эффект позволяет существенно увеличить рассеяние света внутри батареи и, следовательно, вероятность абсорбции фотона.

Группа исследователей из Калифорнийского технологического университета (США), создает плазмоны с помощью полусферических выпуклостей на контактах солнечной батареи (90 мкм) из аморфного кремния. Такой наноструктурированный продукт производит на 15% больше тока, чем коммерческая солнечная батарея той же площади со случайными текстурами.

Ультратонкая солнечная панель Sanyo. В 2009 г. – мировой рекордсмен с конверсией света в 22,8%. (Фото Sanyo.)

Фотонные кристаллы используются также для создания оптического фильтра или рефлектора. При падении на него фотона с длиной волны, не соответствующей разрешенной зоне, фотон отражается. Группа исследователей из Делфтского технологического университета (Нидерланды) установила фотонные рефлекторы в середине батареи и на ее задней стороне. Постоянные переотражения света на рефлекторах приводят к световым колебаниям внутри кремния, многократно повышая вероятность преобразования фотонов света в электрический ток.

Исследователи из микроэлектронного центра IMEC (Бельгия) утверждают, что фотонно-кристаллический слой позволит увеличить эффективность абсорбции фотонов до 37%.

Однако на осуществление всех этих проектов потребуются годы.

Источник: Ostec

3D измерение поверхности. Характеристика солнечных батарей

Комбинирование технологий интерферометрии и конфокальной микроскопии позволило получить бесконтактный и высокоточный инструмент анализа текстуры поверхности

В прошлом для этого требовался СЭМ анализ, занимающий очень много времени. Двухъядерный измерительный 3D микроскоп является результатом комбинирования технологий интерферометрии и конфокальной микроскопии, который обеспечивает бесконтактный и высокоточный анализ текстуры поверхности солнечных батарей за считанные секунды.

Для подробного ознакомления с медицинской и исследовательской техникой основных мировых производителей оптических систем и сопутствующего оборудования посетите наш каталог или свяжитесь с нашими специалистами и получите полную профессиональную консультацию по любым, имеющимся у Вас, вопросам. 

Монокристаллический и поликристаллический кремний

Самым часто используемым базовым материалом для солнечных батарей является кремний. При широком использовании установок по добыче энергии из энергии Солнца используются в основном толстопленочные батареи с различием в материале. Монокристаллические батареи производятся из монокристаллических кремниевых пластин, еще используемых при производстве полупроводников. Поликристаллические батареи состоят из пластин с различно ориентированными кристаллами.  Их производство значительно легче, а цена меньше по сравнению с монокристаллическими батареями.

Эффективность солнечной батареи зависит от кремниевого допанта, интенсивности света, диапазона длины волны, оптической плотности и структуры поверхности. На данный момент, эффективность переработки энергии солнечной батареей составляет около 20 процентов. Применение дорогостоящих методов обработки поверхности позволяет повысить этот показатель до 50 процентов.

Текстура поверхности может улучшить коэффициент переработки энергии

Были протестированы бесчисленные техники по увеличению эффективности солнечных батарей, к примеру, фокусировка света с помощью линз Френеля, концентраторы солнечной энергии или противоотражающие покрытия. Самым эффективным методом увеличения уровня поглощения света стало повышение оптической плотности поверхности кремния.

3D измерение поверхности за считанные секунды

Контроль качества солнечной батареи проводится в конце производства. Тестируется эффективность каждой отдельной батареи. В отличие от долгого сканирования с помощью СЭМ, новейшие системы позволяют сделать это меньше чем за 10 секунд. На изображении можно увидеть 3D измерение монокристаллической кремниевой пластины после пирамидального травления. Для данного 3D измерения был использован 150x объектив с числовой апертурой 0.95. В результате размер видимого поля был уменьшен до нескольких десятков микрон, что приблизительно равно полю зрения СЭМ. Поверхность сканируется на несколько микрон по позиции фокуса объектива, шаг за шагом получая конфокальные изображения, которые потом преобразуются в единое изображение высокого разрешения.

Как устроена солнечная батарея

Сегодня солнечные модули становятся все более востребованными в самых разных сферах. Из технологической экзотики они давно превратились в надежный источник энергии, почти такой же привычный, как и бытовая электросеть или газовый котел. Но если о преимуществах гелиопанелей знают практически все, то устройство солнечной батареи и принцип ее функционирования далеко не так известны.

Особенности конструкции

По сути, классическая солнечная батарея – это несколько объединенных между собой фотоэлектрических ячеек, помещенных в защитный корпус с прозрачным верхом. Ее главными элементами являются именно фотоячейки, которые преобразуют падающие на них лучи солнца в электричество. В отличие от коллекторов, нагревающих воду и вырабатывающих тепловую энергию, солнечная батарея генерирует непосредственно электричество.

Устройство солнечной батареи

Фотоячейка же представляет собой полупроводниковую структуру (обычно – на базе кремния), состоящую из двух веществ с разным типом проводимости. Сегодня выпускается три вида таких фотоячеек: поликристаллические, монокристаллические и тонкопленочные. Наиболее востребованы модули на монокристаллах, поскольку они отличаются более высокой производительностью за счет однородной структуры.

Защитный корпус же необходим для предохранения хрупких фотоэлементов от негативных факторов. Причем лицевая часть корпуса обязательно выполняется из специального высокопрочного стекла, пропускающего полный спектр солнечного излучения. Такое устройство позволяет преобразовывать в электричество практически все падающие лучи (за исключением некоторых потерь в самих полупроводниках).

Принцип действия солнечных батарей

Фотоэффект и солнечные батареи

Суть фотоэффекта заключается в преобразовании солнечной энергии в постоянный электроток. Происходит это следующим образом. Электроны некоторых веществ (например, кремния) способны поглощать энергию солнечных лучей. В результате они покидают свои орбиты, образуя направленный поток. Этот направленный поток электронов и будет постоянным фототоком.

Для получения этого эффекта используются специальные вещества – полупроводники. Они бывают двух типов: с p- и n-проводимостью. N-проводимость означает избыток электронов в веществе, p-, соответственно, — их недостаток. Для создания фотоэлемента необходимы два разнопроводимых полупроводника. Они помещаются один на другой, образуя двухслойную структуру. Иными словами, получается своеобразное подобие электродной батареи, в которой роль катода играет n-проводник, а анода – p-проводник.

Дальнейший принцип действия фотоэлемента основан на формировании на стыке полупроводников зоны p-n перехода. Под действием падающих лучей электроны n-проводника (который располагается вверху структуры) покидают свои атомарные орбиты. Они переходят в p-слой, где наблюдается нехватка электронов. Таким образом и возникает направленный поток электронов, он же – фототок.

Для снятия тока к пластинам полупроводников подключаются тонкие проводники и нагрузка. Работать подобная система может очень долго, так как ее функционирование на связано с химическими взаимодействиями, а значит, не происходит разрушения материалов.

Солнечные фотоэлементы

Сегодня серийные солнечные элементы выпускаются на базе кремния. Это связано с тем, что, во-первых, кремний широко распространен, а во-вторых, его промышленная обработка не требует значительных затрат. Для придания кремнию разных типов проводимости используют всевозможные примеси. Например, избыток электронов создается за счет введения бора, а недостаток – мышьяка. Также применяют арсенид, галлий, кадмий и т.д. Помимо формирования проводимости добавка примесей позволяет повысить эффективность кремниевых батарей, КПД которых в среднем составляет 20%.

Конечно, существуют и солнечные батареи с гораздо более высоким КПД, но их производство крайне ограничено. Они изготавливаются малыми партиями в лабораторных условиях для спеццелей (например, для нужд космической промышленности). Это объясняется тем, что несмотря на аналогичные принципы действия, в этих солнечных батареях используются другие материал и примеси. Причем эти материалы довольно сложно обрабатывать, поэтому массовое их производство пока нецелесообразно. Тем не менее, сегодня продолжаются активные разработки в этой области, направленные на получение высокоэффективных и экономически выгодных солнечных батарей.

Типы солнечных батарей

На основе кремния производятся фотопанели трех видов:

  • Из монокристаллов. Для их изготовления выращиваются монокристаллы с однородной структурой. В результате такие фотоячейки отличаются равномерной поверхностью и, как следствие, лучше поглощают солнечные лучи. Иными словами, их КПД выше, чем у других видов, но при этом они стоят несколько дороже. Эти ячейки имеют вид квадратов со скошенными углами или многоугольников, что объясняется формой монокристаллической кремниевой заготовки.
  • Из поликристаллов. Такие ячейки имеют неоднородную, поликристаллическую, структуру. Их светопоглощение несколько ниже, чем у моноячеек, поскольку неравномерная поверхность отражает часть лучей.
  • На тонких пленках. Принцип работы таких солнечных батарей аналогичен кристаллическим. Но выпускаются они в виде гибких ячеек, которые можно устанавливать на криволинейных поверхностях. Эти батареи дешевы в производстве, и довольно эффективны, но для бытовых целей применяются редко, поскольку по сравнению с кристаллическими занимают большую площадь (примерно в 2,5 раза) на единицу мощности.

Разумеется, каждая отдельно взятая фотоячейка не обладает достаточной производительностью. Поэтому их и объединяют в большие модули. Делается это для увеличения выходного напряжения или выходного тока системы. Для повышения тока применяют параллельную коммутацию, для напряжения – последовательную. Хотя чаще всего эти схемы комбинируются. Таким образом, классическая солнечная батарея, состоящая из нескольких фотоячеек, работает как обычная электросхема.

Соединение солнечных ячеек

Для повышения эффективности системы солнечные фотоячейки соединятся между собой последовательно либо параллельно (обычно эти схемы комбинируются). Причем параллельное соединение позволяет увеличить выходной ток, а последовательное – напряжение. Однако здесь есть несколько нюансов.

Например, чисто последовательное соединение нередко сложно реализовать из-за условий внешней среды и специфических электроэффектов, возникающих в фотоячейках. Дело в том, что в модульных солнечных батареях гелиоячейки располагаются рядами. И затенение отдельных рядов (как полное, так частичное) может привести к появлению обратных токов от освещенных ячеек. В лучшем случае это приведет к ощутимому снижению производительности, в худшем – к полному выходу ячейки из строя.

Поэтому система, которая устроена на базе только последовательного соединения применяется редко. Обычно схемы коммутации комбинируются, а ряды фотоячеек формируются как самостоятельные элементы. Для предотвращения обратных токов в этих случаях применяют специальные схемы распараллеливания. Также широко используются особые системы независимого распределения нагрузок. Принципы действия их основаны на избегании строго фиксированных цепей и переключении ячеек между последовательным и параллельным режимами для компенсации затенений и падений эффективности отдельных модулей.

Окна батареи. Прозрачные солнечные батареи. Работа и применение

Сравнительно недавно на рынке солнечной энергии стали появляться инновационные разработки, которые предполагают применение оконных стекол в качестве солнечных батарей. Это очень перспективная технология, которая может найти применение не только в городских высотках, но и во многих иных отраслях. При этом над возможностью преобразования окон в окна батареи работает множество компаний.

Одни предлагают устанавливать тонкие полосы кремниевых фотоэлементов прямо между стеклами в стеклопакетах. По внешнему виду подобные окна батареи напоминают открытые жалюзи, в результате они не перекрывают вид из окна. Другие предлагают использовать для окон стекла со специальным полупрозрачным покрытием. Подобный слой является активным, он преобразует световое излучение в электрическую энергию, аккумулируя в специальных полупрозрачных проводниках. Другие предлагают наклеивать на стекло пленку, обладающую свойствами солнечной батареи.

Устройство

Окна батареи в настоящее время выпускаются двух типов: на гибких подложках и на стеклянных основаниях. Но есть и другие разработки.

  • Гибкие варианты напоминают тонировочную пленку, их наклеивают на прозрачные конструкции (панели остекления фасадов, окна и так далее). Их светопропускная способность составляет порядка 70%, что фактически не снижает уровня освещенности помещения. Делают их из гибкого композитного материала, который схож с пластиком.

  • Второй вариант прозрачных панелей предполагает нанесение двухслойной пленки на закаленное стекло. На закаленную стеклянную подложку (в некоторых случаях триплекс) наносится тонкая пленка аморфного кремния. На нее сверху напыляется прозрачная микропленка кремния. Микропленка преобразует ИК-лучи, а аморфный кремний — видимый спектр.

  • Ряд компаний решили не создавать полностью прозрачный фотоэлектрический элемент. Вместо этого они решили взять TLSC, то есть прозрачный люминесцентный солнечный концентратор. TLSC–материал состоит из органических солей, он поглощает невидимое глазу излучение инфракрасного и ультрафиолетового спектра, в результате оно преобразуется в инфракрасные волны некоторой длины (они также невидимы). Указанное инфракрасное излучение идет к краям пластины, где установлены тонкие полоски фотоэлектрических солнечных батарей.
  • Последней разработкой ученых является абсолютно прозрачный материал, который при поглощении солнечного света может генерировать его электричество. Материал представляет пленку из полупроводникового полимера, который насыщен углеродными «мячиками» фуллеренов. Уникальность этого материала в том, что при определенных условиях он формирует упорядоченную структуру, которая напоминает пчелиные соты при многократном приближении.

Принцип действия
  • Прозрачные пленки для окон содержат активный люминесцентный слой. Небольшие органические молекулы поглощают определенные длины волн солнечного света. При этом имеется возможность настраивать структуру под определенные длины волн. Так эти материалы могут поглощать лишь ультрафиолет и лучи с практически инфракрасной длиной волны, чтобы впоследствии «подсвечивать» иную длину волны в инфракрасном диапазоне.
  • «Светящийся» инфракрасный свет может быть преобразован в электроэнергию при помощи тонких полосок фотоэлектрических солнечных элементов батареи. Вследствие того, что указанные материалы не излучают и не поглощают свет в видимом спектре, то смотрятся они для человеческого глаза абсолютно прозрачно.
  • Совершенно новый подход в создании окна батареи демонстрирует технология создания материала, который создает электрический ток при его облучении. Происходит это так:

— Через тонкий слой материала, который находится в жидком состоянии, направляются микроскопические капли воды.
— По мере остывания полимера капли равномерно распределяются по поверхности и испаряются.
— В результате создается текстура из шестиугольников, их плотность определяется скоростью испарения и определяет эффективность переноса заряда. Другими словами, чем плотнее упаковка, тем эффективнее материал.
— Нити полимера распределяются по граням шестиугольников. При этом они остаются пустыми, а сам материал выглядит практически полностью прозрачным. Однако плотно упакованные нити вдоль граней превосходно поглощают солнечный свет, а также проводят электрический ток, который в том числе создается при облучении солнечным светом материала.

Особенности
  • Главная особенность уже создаваемых панелей заключается в применении невидимого спектра солнечных лучей, то есть его ультрафиолетовой и инфракрасной частей.
  • Поглощение и «переработка» инфракрасного излучения позволяет добиться важного достоинства — минимизация теплового воздействия. Это крайне важно для стран с жарким климатом. Именно ИК-спектр лучей приводит к нагреванию поверхностей и необходимости охлаждать их. Прозрачные панели солнечных батарей поглощают ИК-лучи, при этом не разогреваются сами. В результате можно минимизировать траты на системы охлаждения.
  • На текущий момент освоенные технологии прозрачных солнечных батарей демонстрируют малый КПД. Но с усовершенствованием технологий КПД будет повышаться. Даже малая производительность будет окупаться отсутствием необходимости поиска места установки и легкостью монтажа. Значительная площадь стеклянных конструкций, которые фактически не приносят практической пользы, позволит вырабатывать существенное количество электроэнергии.
Достоинства и недостатки
К достоинствам можно отнести:
  • Удобство применения, нет необходимости искать дополнительное место для развертывания батарей, ведь они сами размещаются в стекле. Они не занимают места.
  • Легкость монтажа.
  • Экологичность.
  • «электростекла» отбирают часть энергии света, вследствие чего здания меньше нагреваются. Это позволяет снизить затраты на вентиляцию и кондиционирование. Особенно это актуально в странах с солнечным и жарким климатом.
  • Возможность широкого применения.
К недостаткам можно отнести:
  • Окна батареи не совершенны и многие из них забирают часть света, которое должно попасть в помещение.
  • Низкий КПД.
  • Малая распространенность.
  • Не проработанность технологий.
Перспективы и применение
Окна батареи в ближайшем будущем вполне могут заменить обычные стекла в:
  • Домах и других зданиях.
  • Электронных приборах.
  • Автомобилях.

Некоторые компании уже производят стекла в небольших количествах для установки в зданиях, это японская корпорация Sharp и ряд других. Возможности применения подобного изобретения довольно обширны, но эффективность технологии на данный момент ограничивается несовершенством технологии. Уже апробированные технологии обеспечивают всего 1%, а более продвинутые — 5-7%.

Тем не менее, перспективы прозрачных солнечных батарей обширны. Так замена дисплея смартфона или ноутбука на новый «солнечный» экран позволит существенно увеличить срок его работы без подзарядки. Города будущего смогут превратиться в экологичные электростанции без установки дополнительного оборудования — здания смогут сами себя снабжать энергией.

Похожие темы:

Солнечные батареи своими руками: процесс сборки

Альтернативная энергетика стала доступнее! В 2018 году можно купить поликристаллическую солнечную панель мощностью в 150 Вт и напряжением в 12 В примерно за 115 долларов. Технологии изготовления панелей осваиваются и совершенствуются, поэтому уже несколько лет подряд наблюдается тенденция снижения их стоимости. Чтобы использовать энергию солнца в полной мере, нужно собрать домашнюю СЭС. Профильные компании предлагают готовые комплекты и услуги по монтажу солнечной установки. С другой стороны, есть менее затратное решение – солнечная батарея своими руками.

Солнечная батарея: что это и как работает

Солнечная батарея – это набор панелей, преобразующих энергию света, соединенных в конкретную схему, для достижения нужных электрических характеристик: напряжения, тока и мощности. Каждая панель – это кремниевая пластина с металлизированными дорожками для подключения к цепи. В готовых решениях они соединены на заводе, а монтажнику нужно собрать схему из нескольких, чтобы обеспечить электроснабжение объекта в необходимом объеме.

Принцип действия основан на фотоэффекте. Посветив на кремний, вы ничего не добьетесь, поэтому в структуру пластины вносят примести – легируют. В результате появляется избыток положительных или отрицательных носителей заряда, что зависит от типа примеси, формируются P и N области и pn-переход – по типу простейшего полупроводникового диода. Когда на него попадает свет, на выводах формируется фото-ЭДС. Однако величина напряжения диода достаточно мала – порядка половины вольта. Поэтому в одном солнечном модуле находится множество таких ячеек, а выходное напряжение батареи в целом доходит до 12–24 В.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Это интересно: На самом деле 12-вольтные солнечные батареи имеют на выходе напряжение вполовину больше, зависящее от количества света. При оптимальных условиях оно может достигать 18 В и более – это называется точка максимальной мощности (отрезок вольтамперной характеристики с наибольшим напряжением и током). Промышленные образцы обычно рассчитаны на работу с напряжением 12 и 24 В, использование последних позволяет снизить токи на первичной стороне преобразователя.

Так как солнечный свет не доходит до нас круглыми сутками – энергия будет вырабатываться только днем, чтобы пользоваться электричеством ночью, нужно ее накопить. Для этого потребуются аккумуляторы и контроллер для их заряда. Если вы собираетесь пользоваться не только 12-вольтовым оборудованием, но и привычными 220 В бытовыми приборами, нужен еще и инвертор.

Принцип работы солнечной батареи

Контроллеры заряда бывают разных типов:

Инвертор необходим для преобразования постоянного напряжения величиной 12 В, в переменное 110, 220, 380 и прочее. Обычно он рассчитан под одно выходное напряжение.

к содержанию ↑

Преимущества и недостатки этого вида энергии

В каждой из отраслей энергетики есть сильные и слабые стороны. Плюсы получения электричества из солнечного света:

  • Не используются ископаемые, жидкие и газообразные виды топлива.
  • Отсутствуют факторы загрязнения окружающей среды.
  • Солнечный свет – бесплатный источник энергии.

Но и без минусов не обошлось:

  • Стоимость батарей хоть и снижается, но все равно находится на высоком уровне.
  • Кроме панелей, нужны аккумуляторы и преобразователи.
  • Срок окупаемости от 5 лет.

Не забудьте учесть ресурс работы аккумуляторов и их периодическую замену. Солнечная энергия не настолько дешевая, как об этом часто утверждают. Однако если нет других вариантов – это подходящий способ электрификации.

Больше всего распространены поликристаллические и монокристаллические панели. Последние дороже, поскольку изготавливаются из однородных кристаллов кремния, больший КПД (около 15%). Поликристаллы производятся из вторсырья, остатков от изготовления монокристаллов и продуктов переработки панелей. Стоят примерно на 15% дешевле, имеют КПД чуть ниже (8–12%), при этом разные источники сходятся во мнении, что они показывают лучшие результаты в пасмурную или облачную погоду поэтому разница в цене не всегда оправдана. Аморфные батареи встречаются редко.

Как отличить поликристаллическую от монокристаллической солнечной панели?

Очень просто, у элементов монокристаллической структуры углы скруглены или сегментные, а цвет ее поверхности однородный: от темно-синего до черного. Поликристаллические элементы имеют форму правильных прямоугольников, а их цвет неоднородный, слегка переливающийся: от синего до почти черного, его текстура отдаленно напоминает камуфляж.

Поликристаллический и монокристаллический модули солнечной батареик содержанию ↑

Выбор места и проектирование

Для установки панелей подойдет часть пространства, на которую не падает тень и освещена солнечными лучами. Если вы задались вопросами постройки СЭС, скорее всего, живете в частном доме или собираетесь электрифицировать дачу. Вот список мест, которые подходят для установки батарей:

  • Крыша домов и хозяйственных построек.
  • Пустые места на земле во дворе.
  • Южные стены зданий.

Если крыша имеет любую конструкцию, в которой кровля расположена под углом к горизонту (двускатная, финская и т. д.) панели можно уложить непосредственно на нее. Для монтажа на горизонтальные и вертикальные, нужна металлическая конструкция, чтобы установить угол падения солнечных лучей, приближенный к прямому. Лучше, когда металлическая конструкция для установки на стены будет выполнена из алюминия или других легковесных сплавов, чтобы избежать лишней нагрузки на фундамент и кладку.

ВАЖНО! Эффективность установки снижается пропорционально углу падения света. Чем больше он отличается от 90 градусов, тем меньше электроэнергии вы получаете.

Пример проектирования батареи. Главное – чтобы она чаще всего смотрела на солнцек содержанию ↑

Проектирование

Нужно произвести правильный расчет мощности панелей, инвертора и емкости аккумулятора. Для этого необходимо определиться, для чего вам нужна солнечная батарея? Если как источник резервного питания, то рассчитайте, какое время резервной работы должна обеспечивать станция, и какое оборудование будет подключено к резервной сети.

Если нужен основной источник энергии, вы должны посчитать, какое количество времени всего в день работает каждый из ваших электроприборов, затем умножить число часов на их мощность. В результате вы узнаете, сколько кВт/ч энергии в день они потребляют. После чего добавьте про запас 20–50%, т. е. умножить количество кВт/ч на 1,2–1,5. Если разделить это число на напряжение АКБ (12 или 24 В) – вы получите емкость (А/ч).

Количество элементов панели подбирается исходя из их мощности и среднесуточного количества часов, когда в ваших широтах светит солнце. То есть если вы за день потребляете 1 кВт/ч, а солнечный день длится в среднем 10 часов, при этом максимально яркий свет падает в течение 4–5 часов, значит:

P=W/(Hs*k),

где P – общая мощность батареи, W – потребляемая мощность, Hs – количество солнечных часов, k – коэффициент максимальной яркости света, т. е. если из 10 часов солнце светит 4 часа очень ярко, а остальное время идет на спад, то он равен 4/10 или 0,4.

Инвертор подбирается исходя из количества работающей техники. В квартирах и домах на распределительных щитках установлены вводные автоматы на 16 А, это примерно 3.5 кВт, значит и инвертора такой мощности вам хватит с головой.

Последний шаг это монтаж всей установки. Самое сложное – это найти оптимальный угол наклона батареи. Нужно опытным путем определить угол, при котором наибольшую продолжительность времени солнечные лучи будут максимально приближены к перпендикулярному положению.

Монтаж солнечной батареи к крышек содержанию ↑

Пошаговый процесс сборки

Чтобы построить панель понадобится:

  • Алюминиевые уголки.
  • Фанера, ДВП или ДСП.
  • Герметик.
  • Прозрачное защитное покрытие (оргстекло или стекло с низким содержанием железа, каленное).
  • Солнечные батареи.
  • Шина для пайки СЭ (в идеале) или оплетка от провода, провод.
  • Кабель.
  • Шуруповерт.
  • Саморезы, уголки и прочие метизы.
  • Ножовка по металлу.

Сборка каркаса

Когда вы определились, какого размера должна быть панель – вырежьте шаблон из картона, разложите на нем кремниевые элементы, оставляя зазор между ними 3–5 мм. Кремний – очень хрупкий материал, этот зазор нужен, чтобы пластины не треснули в процессе нагревания и охлаждения. Затем обрежьте шаблон по размерам и приступайте к сборке алюминиевого каркаса. Можно соединять детали внахлест или встык, но для последнего нужно резать материал под 45 градусов, для этого удобно использовать стусло. Не забудьте вклеить защитное стекло, прежде чем смонтируете щит с солнечными элементами.

Спайка пластин

На обратной стороне пластин нанесен металлический слой серебристого цвета. Он поддается лужению с применением кислотного флюса. Заранее залудите провод или шину. Шина – это плоский проводник. Если такой нет, можно использовать оплетку кабеля или тонкий провод.

Спайка пластин между собой

Далее, нужно кисточкой нанести флюс на металлический слой на кремнии, быстрыми движениями паяльника размазать каплю припоя, когда поверхность станет более однородной и блестящей – контакт залужен. Некоторые используют флюс-карандаш. Не пробовал, но им, кажется, будет удобно работать. Припой ПОС-61 – подойдет для пайки. Последовательное соединение пластин повышает выходное напряжение, соединение групп в параллель – выходной ток.

Здесь есть две рекомендации:

  1. Не перегрей! Чтобы не повредить пластину и контакт нельзя долго задерживаться паяльником, для этого нужен паяльник мощностью от 30 до 60 Вт, с теплоемким жалом (т. е. потолще).
  2. Не расколи! Пластины очень тонкие и хрупкие. Во время пайки положите пластины на мягкий толстый картон, пенопласт, пенофол, тряпку, в конце концов. Это уменьшит вероятность скола при надавливании паяльником или переворачивании элементов.

Дополнительно нужно установить диод Шоттки. Если вы хотите избежать обратного тока от аккумулятора в темное время суток, то диод можно установить между батареей и аккумулятором. Производители не ставят диодов вовсе.

Сборка панели

Задняя крышка может быть выполнена из пластика, фанеры и других листовых материалов. Просверлите по его площади отверстия для циркуляции воздуха, при этом нужно залить герметиком все электрические соединения, чтобы избежать коррозии. После сборки необходимо установить ее на несущую стационарную конструкцию. Лучше предусмотреть возможность регулировки угла наклона – это поможет достичь оптимальной мощности в разные времена года, подстраивая положение под солнце.

Сборка самодельной солнечной панелик содержанию ↑

Солнечные батареи из подручных материалов

Если нет желания вкладывать больших денег в панели, но вам интересно попробовать на что они способны, можно собрать простейшую солнечную панель из старых радиодеталей самостоятельно.

Батарея из транзисторов

Транзистор для батареи со спиленной крышечкой

Для сборки нужны старые советские транзисторы в железных корпусах, типа КТ819 или МП21-МП43 и подобные. Их корпус напоминает летающую тарелку, две половинки которой соединены между собой, а шов закатан. Для разбора сточите поясок, и потяните половины в разные стороны. Внутри вы увидите кристалл кремния с двумя электродами, поместите его под яркий свет и вольтметром определите: между какими ножками присутствует самое высокое напряжение. Мощность одного самодельного фотоэлемента мала, а напряжение едва доходит до 0,3–0,5 Вт, вам понадобится порядка 30–40 штук, чтобы достичь желаемых 12 Вт, при этом токи будут маленькими.

Батарея из диодов

Диоды Д223Б

Диоды типа Д223Б выдают порядка 0,35 В на ярком солнце. Их корпус выполнен из стекла, но покрыт краской. Чтобы она сошла, залейте диоды растворителем, и оставьте на пару часов полежать, желательно в теплом, проветриваемом помещении, потом краска легко счищается. Ну а дальше вам придется спаять их в батарею, как было описано выше, для достижения нужного напряжения и тока.

Панель из фольги

Можно сделать батарею с помощью медной фольги. Для этого нужно взять два листа площадью 45 см2, очистить от жира окислов с помощью наждачной бумаги, отмыть в мыльном растворе. После нужно разогреть один из них, например, на электроплите (больше киловатта) до красно-оранжевого цвета, потом медь начнет чернеть – это появился оксид меди, держим еще 30 секунд. Выключите плиту и пусть все плавно остынет. На листе появится слой оксида черного цвета. Промываем под проточной водой, чтобы сошли крупные частицы оксида, должна остаться тонкая пленка, нельзя механически воздействовать на поверхность – скрести ее, чистить и гнуть.

Получится один лист со слоем оксида, а второй чистый, поместите их в емкость, отлично подойдет обрезанная 5-л бутылка. Лист с окисью будет у нас «минусом», а чистый «плюсом». Они не должны соприкасаться. Емкость наполняем солевым раствором (примерно 1 ложка соли на 1 литр воды).  Таким образом, вы получите 1 ячейку для солнечного элемента.

к содержанию ↑

Видео:

Еще пример сборки:

Выводы

Солнечные батареи подходят для электроснабжения, но срок окупаемости устройств достаточно велик, поэтому применять как основной источник питания их довольно дорого. Самодельные фотоэлементы малопригодны для практического использования в качестве источника электроэнергии, но как датчик света они работают неплохо. Можно применить устройства в разных схемах фотореле. Домашняя СЭС – отличный вариант резервного электроснабжения, как основной ввод она может использоваться только в том случае, когда садовый участок расположен в не электрифицированном районе.

Предыдущая

Альтернативные источникиЭффективна ли солнечная батарея для дачи и стоит ли покупать комплект

Следующая

Альтернативные источникиКак выбрать солнечные батареи для дома

Спасибо, помогло!Не помогло

Особенности поликристаллических солнечных батарей

Поликристаллические солнечные батареи – это разновидность фотобатарей, которые производятся из поликристаллов кремния. Поликристалический или мультикристалический кремний специально производят для фотоэлементов солнечных батарей. Больше нигде он не используется. Поликристаллические солнечные батареи внешне отличаются от других видов солнечных батарей, так как поликремний имеет неравномерный цвет с синеватым отливом.

Свойства полиячеек

КПД поликристаллических фотоэлементов чуть ниже, чем у батарей из монокремния. Это связано с тем, что из-за неравномерности структуры ячейки с разной интенсивностью поглощают солнечные лучи и при этом отражают гораздо больше световых волн. Но такие батареи стоят дешевле, так как на выращивание поликристаллов при производстве дешевле чем монокристалов.

Особенности

Поликристаллические солнечные батареи имеют ряд особенностей:

  • в пасмурную погоду КПД батареи лучше чем монокристалические. Дело в том, что из-за неоднородной структуры поверхности поликристаллическая солнечная батарея улавливает лучше рассеянный солнечный свет, чем идеально гладкая поверхность монокремниевой батареи;
  • большая плотность заполнения. Полиячейки имеют одинаковую форму, которые находятся в корпусе плотно друг к другу. Этим они отличаются от многоугольных ячеек других типов солнечных батарей. Таким образом, при одинаковых размерах мощность поликристаллических батарей выше, чем у, казалось бы, более эффективного устройства из монокристаллов;
  • невысокая стоимость. Так как производственные затраты на поликристаллические батареи гораздо ниже, чем на изготовление монокристаллических моделей.

Благодаря всем вышеперечисленным свойствам батареи из поликкремниевых ячеек стали очень распространенными, пользуясь, несмотря на меньший КПД, большим спросом среди покупателей солнечных батарей.

Сфера применения

Поликристаллические солнечные батареи широко применяются в самых разных сферах жизни:

  • для электроснабжения промышленных объектов, жилых домов, зданий и сооружений туристической отрасли, баз отдыха, сельского хозяйства;
  • для электроснабжения мобильного оборудования;
  • для освещения дворов, парков, скверов, частных владений.

Особенно автономные электростанции с поликристаллическими солнечными батареями широко применяются в труднодоступных и отдаленных районах. Благодаря ним можно без особых затрат решить проблему обеспечения населенных пунктов электричеством, наладить бесперебойную работу системы жизнеобеспечения экологически чистым способом.

От поликристаллических солнечных батарей могут эффективно работать системы радио- и мобильной связи, очистки и опреснения воды и для множества других целей. Такие системы широко распространены для жизнеобеспечения объектов сферы добычи нефти и газа, которые устанавливаются вдали от населенных пунктов.

Поликристаллические солнечные батареи можно установить практически в любом месте. Они не загрязняют экологию, для них не нужно сложное регулярное обслуживание (обычно необходима лишь регулярная чистка лицевой стороны батареи от налипшей пыли), их легко смонтировать, а работа таких батарей полностью автономна.

Размеры могут быть практически любыми, параметры зависят от мощности агрегата. Так как выпускается большое количество моделей, поэтому подобрать устройство наиболее оптимальной мощности несложно.

Изготовление

Основной процесс изготовления поликристаллических солнечных батарей очень похож на производство монокристаллических моделей, но при этом имеет некоторые отличия. Во-первых, для производства применяется кремний не такой чистоты, который на порядок дешевле. Поликремний получают с помощью постепенного охлаждения кремниевого расплава, упуская стадию вытягивания. За счет пропуска одной стадии процесс получается более дешевым и менее ресурсозатратным. Сплав, охлаждаясь, приобретает форму слитков, которые впоследствии нарезается на ячейки.

Существует технология образования ячеек без создания слитков. Так можно получить листовой поликремний. Его толщина равна 100-300мкм.

Текстурирование поверхности | PVEducation

Текстурирование поверхности в сочетании с просветляющим покрытием или само по себе также может использоваться для минимизации отражения. Любое «шероховатость» поверхности уменьшает отражение, увеличивая вероятность того, что отраженный свет отразится обратно на поверхность, а не в окружающий воздух.

Текстурирование поверхности можно выполнить несколькими способами. Монокристаллическую подложку можно текстурировать травлением вдоль граней кристаллических плоскостей.Кристаллическая структура кремния приводит к поверхности, состоящей из пирамид, если поверхность соответствующим образом выровнена по отношению к внутренним атомам. Одна из таких пирамид показана на рисунке ниже. Фотография текстурированной поверхности кремния, полученная с помощью электронного микроскопа, показана на фотографии ниже. Этот тип текстурирования называется текстурой «случайной пирамиды» и обычно используется в промышленности для монокристаллических пластин.

Пирамида с квадратным основанием, образующая поверхность кристаллического кремниевого солнечного элемента соответствующей текстуры.

Фотография текстурированной поверхности кремния, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа. Изображение предоставлено Школой фотоэлектрической и возобновляемой энергетики Университета Нового Южного Уэльса.

Другой используемый тип текстурирования поверхности известен как текстурирование «перевернутая пирамида». Используя эту схему текстурирования, пирамиды выгравированы на поверхности кремния, а не направлены вверх от поверхности. Фотография такой фактурной поверхности показана ниже.

Фотография текстурированной поверхности кремния, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа. Изображение предоставлено Школой фотоэлектрической и возобновляемой энергетики Университета Нового Южного Уэльса.

Для поликристаллических пластин только небольшая часть поверхности будет иметь требуемую ориентацию <100>, и, следовательно, эти методы менее эффективны для поликристаллических пластин. Тем не менее, поликристаллические пластины могут быть текстурированы с использованием фотолитографической техники, а также механической лепки передней поверхности с использованием пилы для нарезки кубиками или лазеров, чтобы придать поверхности соответствующую форму.Ниже представлена ​​микрофотография схемы фотолитографического текстурирования.

Фотография текстурированной поверхности мультикристаллического кремния, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа. Изображение предоставлено Школой фотоэлектрической и возобновляемой энергетики Университета Нового Южного Уэльса.

Моделирование текстурированных подложек описано в программах моделирования на сайте pvlighthouse.com.au и в соответствующих ссылках

Пирамидальное текстурирование кремниевых солнечных элементов более эффективно улавливает свет: Scilight: Vol 2020, No 7

Текстурирование кремниевых солнечных элементов помогает улучшить поглощение света и уменьшить отражение.За счет текстурирования солнечных элементов длина пути света через элементы увеличивается, и свет улавливается более эффективно.

Манзур и др. изучили текстуру солнечных элементов из монокристаллического кремния, чтобы оценить, насколько хорошо они работают и как они могут улучшить улавливание света. Они исследовали специфическую текстуру пирамиды, которая возникает, когда щелочной раствор травит поверхность клетки.

В предыдущих исследованиях было смоделировано поведение идеально-случайных пирамид с похожей текстурой, пирамидальных структур на кремниевых солнечных пластинах, которые действительно случайны с точки зрения высоты и положения, но имеют нереалистично постоянный угол основания.Авторы сравнили эти идеально-случайные пирамиды с тем, что они называют «реально-случайными пирамидами», которые имеют реалистичное распределение углов основания.

«Раньше считалось, что случайные пирамиды имеют низкую эффективность захвата света по сравнению с полностью случайными текстурами», — сказал автор Салман Манзур. «Но мы показали, что это произошло из-за упрощения случайной пирамидальной текстуры, которая предполагалась в этих отчетах».

Авторы исследовали эффективность улавливания света идеально-случайными пирамидами и реально-случайными пирамидами путем трассировки лучей по трехмерной топографической карте поверхности текстурированной кремниевой пластины с помощью атомно-силовой микроскопии.

«Реально-случайные пирамиды лучше улавливают слабо поглощаемый свет, чем идеально-случайные пирамиды из-за их распределения углов основания», — сказал Манзур. «Это помогает рандомизировать световые лучи внутри клетки, что снижает коэффициент отражения побега».

Авторы объяснили, что это исследование может также применяться к другим типам текстур и солнечным элементам.

Источник: «Визуализация улавливания света внутри текстурированных кремниевых солнечных элементов», Салман Манзур, Миха Филипич, Артур Онно, Марко Топич и Закари Чарльз Холман, Журнал прикладной физики (2020).Доступ к статье можно получить по адресу https://doi.org/10.1063/1.5131173.
  1. © 2020 Автор(ы). Опубликовано AIP Publishing (https://publishing.aip.org/authors/rights-and-permissions).

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Текстурирование поверхности

Определение текстурирования поверхности Еще одним важным аспектом дизайна солнечных батарей является текстурирование поверхности . Текстурирование поверхности, которое можно использовать в сочетании с антибликовым покрытием или использовать отдельно, также может использоваться для минимизации отражения с целью улучшения характеристик и эффективности солнечных элементов .Добавление шероховатости к поверхности может уменьшить отражение за счет увеличения вероятности того, что отраженный свет отразится обратно на поверхность, а не в окружающий воздух. отражение света от его поверхности, а также для улучшения захвата света . Важным параметром для текстурирования поверхности является отделка поверхности или топография поверхности , которая представляет собой форму или характер поверхности , определяемый тремя различными характеристиками, шероховатость поверхности, укладка и волнистость.Он описывает незначительные локальные отклонения поверхности от идеальной плоской поверхности.
Различные методы текстурирования поверхности Как правило, это может быть достигнуто несколькими способами. Травление вдоль граней плоскостей кристалла может быть использовано для текстурирования монокристаллической подложки. Кристаллическая структура кремния приводит к поверхности, состоящей из пирамид , если поверхность правильно выровнена относительно внутренних атомов.Этот тип текстурирования известен как текстурирование «случайная пирамида » и обычно используется в производстве монокристаллических пластин. Химический процесс также можно использовать для травления поверхности солнечного элемента. Одним из распространенных методов химического травления является процесс, в котором анизотропный влажный химикат используется для формирования пирамид на (1 0 0 ) поверхность кремниевой пластины путем обратного травления до плоскостей (1 1 1). Другой используемый тип текстурирования поверхности называется текстурированием « перевернутая пирамида ».Используя эту систему текстурирования, пирамиды вытравливаются вниз на поверхности кремния, а не вытравливаются вверх в направлении поверхности. В результате эти методы текстурирования менее эффективны на поликристаллических пластинах. Тем не менее, для текстурирования поликристаллических пластин могут использоваться различные методы, так как поликристаллические пластины могут быть текстурированы с использованием фотолитографической техники , а также посредством механического моделирования передней поверхности с использованием лазеров или дисковых пил для обрежьте поверхность до нужной формы.

PV-Manufacturing.org

Фотоэлектрическая промышленность использует поликристаллические и монокристаллические кремниевые пластины для производства солнечных элементов. Вместе они составляют почти 90% всех материалов подложек для пластин, используемых в промышленности. Из-за разной ориентации зерен в одной и той же пластине щелочное травление нельзя использовать для текстурирования мультикристаллического кремния, так как это приведет к неравномерному текстурированию поверхности, поскольку разные зерна травят с разной скоростью. Монокристаллические кремниевые пластины с ориентацией [100] являются наиболее распространенным типом монокристаллических пластин в промышленности, поскольку их можно легко текстурировать с помощью щелочного травителя, например KOH.Кремний кристаллизуется в алмазной кубической решетке (две взаимопроникающие гранецентрированные кубические решетки) и изображен на рис. 1. Синие, зеленые и красные линии на рис. 1 представляют [100], [110] и [111] самолетов соответственно.

Рисунок 1 Представление алмазной кубической решетки кристалла кремния и изображение различных плоскостей, обозначенных цветными линиями.

Рисунок 1 Представление алмазной кубической решетки кристалла кремния и изображение различных плоскостей, обозначенных цветными линиями.

Щелочные травители травят поверхности кремния [100] намного быстрее, чем поверхности кремния [111], что является основой процесса анизотропного травления, используемого для создания пирамидальной текстуры. Основное различие между травлением повреждений пилой и текстурированием заключается в скорости травления. Для увеличения анизотропии процесса скорость травления должна быть низкой, т.е. 2 мкм/мин или ниже. Для достижения более низких скоростей травления можно либо снизить температуру процесса, либо уменьшить концентрацию травителя. Например, типичный рецепт текстурирования, в котором используется концентрация KOH 1-2% (по сравнению с концентрацией 30-40% при удалении повреждений от пилы) при 70-80°C.В результате получается поверхность, заполненная рандомизированными пирамидами с квадратным основанием, стороны которых образованы плоскостями [111], а основанием является плоскость [100]. Это показано на рис. 2. В действительности выгравированные пирамиды не являются идеальными тетраэдрами с квадратным основанием и углом при основании а, равным 54,74°. Для большинства промышленных процессов текстурирования а составляет от 49 до 53°. Это связано с тем, что верхушка пирамиды травится дольше всего.

Рисунок 2   Случайные квадратные пирамиды на поверхности кремния.Базовый край 5-6 мкм.

Текстурирующий раствор также включает изопропанол (или другую промышленную добавку). Изопропанол действует как поверхностно-активное вещество, которое улучшает смачивание поверхности и предотвращает прилипание газа H 2 (выделяющегося при травлении) к поверхности. Если изопропанол не используется, могут образовываться круглые «бугорки» из-за пузырьков H 2 , блокирующих скорость травления на поверхности. Изопропил снижает поверхностное натяжение и позволяет пузырькам H 2 легче отделяться от поверхности.

На качество текстурирования влияет множество факторов:

  • Результат текстурирования зависит от исходной поверхности.
    • Процесс чувствителен к присутствию остаточных силикатов в результате травления при повреждении пилой.
  • Баланс между зарождением и разрушением пирамид.
    • Чрезмерное травление может привести к разрушению пирамид.
  • Испарение изопропанола происходит после того, как температура бани достигает 90 °C.
    • Изопропанол обладает смачивающей функцией – предотвращает прилипание пузырьков h3 к поверхности.
    • Вентиляция важна, но может повлиять на скорость испарения изопропанола
    • Типичная продолжительность процесса составляет 15-20 минут, поэтому необходимо контролировать скорость испарения.
  • Периодическая циркуляция – барботирование с помощью N 2 помогает хорошо перемешивать компоненты ванны.

Правильное текстурирование важно, потому что текстура поверхности напрямую связана со способностью солнечного элемента собирать свет и генерировать ток.Текстурирование поверхностей улучшает ток ячейки с помощью трех различных механизмов.

  1. Отражение лучей света от одной наклонной поверхности к другой повышает вероятность поглощения.
  2. Фотоны, преломленные кремнием, будут распространяться под углом, увеличивая эффективную длину пути внутри ячейки, что, в свою очередь, увеличивает вероятность образования электронно-дырочных пар.
  3. Длинноволновые фотоны, отраженные от задней поверхности, сталкиваются с наклонной кремниевой поверхностью, что повышает вероятность внутреннего отражения (захвата света)

Хорошее текстурирование должно привести к снижению коэффициента отражения для всего видимого диапазона длин волн.

На рис. 6 различная отражательная способность для разного времени травления представлена ​​как функция длины волны. Для оптимального текстурирования размер пирамид должен быть 3-10 мкм (размер ребра у основания), а покрытие поверхности должно быть близким к 100%.

Каталожные номера:

[1] — Бейкер-Финч, С.К. и Макинтош, К.Р. 2013, «Распределение отражений текстурированного монокристаллического кремния: последствия для кремниевых солнечных элементов», Progress in Photovoltaics: Research and Applications , vol.21, нет. 5, стр. 960–971.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Стандартное отклонение Количественная характеристика и оптимизация процесса пирамидальной текстуры монокристаллических кремниевых ячеек

Материалы (Базель). 2020 февраль; 13(3): 564.

Shixiang Huang

2 Институт технологии производства, Университет Хуацяо, Сямэнь 361021, Китай; [email protected]

2 Институт технологии производства, Университет Хуацяо, Сямынь 361021, Китай; мок[email protected]

Получено 26 ноября 2019 г .; Принято 21 января 2020 г.

Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

Abstract

Для количественной характеристики пирамидальной текстуры ячеек монокристаллического кремния и оптимизации параметров процесса текстурирования было предложено относительное стандартное отклонение S h для количественной характеристики однородности пирамидальной текстуры.Ссылаясь на определение и расчет стандартного отклонения в математической статистике, S h было определено как стандартное отклонение относительной высоты пирамиды h i после нормирования высоты пирамиды H i поверхностей монокристаллических кремниевых пластин. . Шесть различных кремниевых ячеек с различными пирамидальными текстурами были получены путем применения разного времени текстурирования. Были проанализированы связи между S h и фотоэлектрическими характеристиками.Была проверена возможность количественной характеристики однородности пирамидальной текстуры с использованием S h . Путем подгонки кривой S h была проверена возможность оптимизации параметров процесса текстурирования и прогнозирования фотоэлектрических характеристик с использованием S h . Экспериментальные и аналитические результаты показывают, что, когда относительное стандартное отклонение S h было меньше, однородность пирамидальной текстуры, полученной текстурированием, была лучше.Эффективность фотоэлектрического преобразования (КПЭ) кремниевых ячеек монотонно возрастала с уменьшением S h . Кремниевая ячейка, полученная текстурированием 2% раствором гидроксида тетраметиламмония (ТМАГ) в течение 18,1 мин, имела текстурированную поверхность с минимальной S h , отражательная способность кремниевой ячейки достигала своего минимального значения 2,28%, а ФХЭ достиг своего максимального значения 19,76%.

Ключевые слова: пирамидальная текстура, относительное стандартное отклонение, количественная характеристика, кремниевый элемент, фотоэлектрические характеристики, оптимизация процесса

1.Введение

Кремниевые элементы занимают около 90% доли мирового рынка в фотоэлектрической (PV) промышленности из-за их низкой стоимости и высокой эффективности фотоэлектрического преобразования (PCE) [1]. PCE кремниевого элемента можно улучшить двумя основными способами: (1) увеличив скорость поглощения солнечного света и (2) усилив его фотоэлектрический эффект [2,3]. Текстура пирамидального захвата создается непосредственно на поверхности кремниевой пластины путем химического текстурирования, что может эффективно улучшить скорость поглощения солнечного света, тем самым улучшая PCE [4,5,6,7].

Было представлено много сообщений о влиянии текстуры поверхности на фотоэлектрические свойства кремниевых элементов. С помощью трехмерного (3D) моделирования и анализа оптического моделирования Moroz et al. определили, что кремниевая ячейка со случайной пирамидальной текстурой одинаковой высоты имеет меньшую отражательную способность, чем кремниевая ячейка со случайной пирамидальной текстурой разной высоты [8]. Ким и др. изучали глубину диффузии различных пирамидальных текстур и обнаружили, что по сравнению с другими пирамидальными текстурами однородная малая пирамидальная структура имеет более равномерную диффузию, а скорость рекомбинации носителя в диффузионном слое ниже, что позволяет получить лучшие электрические свойства [9]. ].Дай и др. изучали осаждение тонкой пленки SiN X на поверхность кремниевой ячейки и обнаружили, что толщина тонкой пленки SiN X , нанесенная на однородные маленькие пирамиды, была более однородной, чем толщина, нанесенная на другие пирамиды, и ее эффекты захвата света и пассивации были лучше [10]. Ханна и др. изучали влияние случайных пирамид на формирование серебряных контактов методом шелкотрафаретной печати и обнаружили, что большая разница в высоте пирамид приводит к более высокому контактному сопротивлению [11].Большое количество исследований показало, что чем лучше однородность пирамидальной текстуры, тем лучше фотоэлектрические характеристики кремниевой ячейки.

Чтобы изготовить пирамидальную текстуру с хорошей однородностью, многие ученые провели множество исследований процесса текстурирования. Чен и др. использовали раствор щелочи для полировки перед текстурированием, чтобы получить относительно равномерное распределение пирамидальной текстуры на поверхности, и характеристики светопоглощения и время жизни неосновных носителей были значительно улучшены [12].Ван и др. использовали смесь TMAH и IPA для химического текстурирования кремниевой пластины и получили небольшую и однородную пирамидальную текстуру на поверхности, что значительно улучшило PCE кремниевой ячейки [13]. Хуанг и др. получили пирамидальную текстуру с высокой степенью покрытия и хорошей однородностью, применяя травление маски на слое нитрида кремния [14]. Большое количество исследований показывает, что однородность пирамидальной текстуры можно улучшить, регулируя тип травильного раствора, концентрацию раствора, добавку, температуру и время травления, что еще больше улучшит фотоэлектрические характеристики кремниевых ячеек [15,16,17]. ,18].

Однородность пирамидальной текстуры кремниевой ячейки оказывает большое влияние на ее фотоэлектрические характеристики. То, как охарактеризовать однородность пирамидальной текстуры, является ключом к регулированию процесса химического производства и улучшению PCE. В настоящее время большинство исследователей определяют качество текстуры, комбинируя фотоэлектрические характеристики и качественно анализируя однородность после наблюдения пирамидальной поверхности кремниевой пластины с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) [19,20,21,22].Некоторые ученые также использовали статистические методы для характеристики однородности пирамидальной текстуры [23,24]. Лиен и др. охарактеризовали распределение размеров пирамид на поверхности кремниевой пластины, изучая пропорции размеров пирамид [25]. Wefringhaus получил трехмерные контуры поверхности с помощью лазерной конфокальной микроскопии и преобразовал трехмерные контуры поверхности в гистограмму распределения высоты пирамиды и длины основания, используя алгоритм, написанный в программе Mountains Map [26]. Хотя эти методы также могут выражать распределение пирамид, однородность пирамидальной текстуры не может быть точно определена количественно.Сочетание средств характеризации с фотоэлектрическими характеристиками для оптимизации процесса текстурирования затруднительно.

Для количественной характеристики пирамидальной текстуры и оптимизации параметров процесса текстурирования в этом исследовании был предложен метод количественной оценки однородности пирамидальной текстуры на поверхности кремниевой ячейки с использованием S h и оптимизированы параметры процесс текстурирования с использованием метода характеризации. Различные пирамидальные текстуры на поверхности пластин были получены путем применения разного времени химического текстурирования.Была проверена возможность использования предложенного метода количественной характеристики пирамидальной текстуры. Установлены связи между параметром количественной характеристики и фотоэлектрическими характеристиками кремниевой ячейки. Параметр процесса текстурирования был оптимизирован с использованием параметра количественной характеристики, и была проверена выполнимость.

2. Рост текстуры и характеристика

2.1. Процесс роста текстуры на поверхности пластин

Периодичность и плотность конфигурации атомов в разных направлениях кристаллической решетки различны, что приводит к различным физико-химическим свойствам кристалла в разных направлениях.Эта анизотропия приводит к тому, что поверхность (100) пластины травится примерно в 10 раз быстрее, чем поверхность (111) в щелочных условиях, в результате чего на поверхности вытравливается пирамидальная текстура [27]. Поверхность пластины может быть вытравлена ​​в виде однородных четырехугольных пирамид в идеальных условиях. Однако из-за влияния неравномерного состояния поверхности пластины перед травлением, неравномерного текстурирующего раствора и разной скорости вытекания пузырьков на поверхность кремниевой пластины пирамиды имеют непостоянные размеры, неправильную структуру и перекрывающуюся стопку.

Три типичные пирамидальные текстуры возникают при химическом текстурировании в соответствии с характеристиками роста пластины для разного времени травления. Во время начального травления пирамиды просто покрывают поверхность пластины. Общий размер пирамид невелик, и образуется множество наноразмерных пирамид, что приводит к большому зазору относительного размера между пирамидами, как показано на рис. При умеренном травлении мельчайшие пирамиды постепенно увеличиваются, что уменьшает относительный зазор между пирамидами и улучшает однородность текстуры, как показано на б.При чрезмерном травлении размеры пирамид увеличиваются, при этом образуются новые мелкие пирамиды; таким образом, разница в размерах пирамид увеличивается, а однородность текстуры уменьшается, как показано на с.

Три типичные пирамидальные текстуры, полученные в процессе химического травления: ( a ) Начальное травление, ( b ) умеренное травление, ( c ) чрезмерное травление.

2.2. Количественная характеристика пирамидальной текстуры

Для количественной оценки однородности пирамидальной текстуры использовалось понятие стандартного отклонения из математической статистики для оценки разности высоты пирамид пластины.Стандартное отклонение представляет собой квадратный корень из среднего арифметического квадрата отклонения между отдельными значениями и их средним значением. Стандартное отклонение отражает степень дисперсии между отдельными значениями внутри группы. По мере увеличения времени текстурирования высота пирамиды на поверхности пластины непрерывно увеличивается. Если для оценки однородности непосредственно использовать стандартное отклонение высоты пирамиды, то отклонения эталонных высот приведут к ошибкам. Поэтому сначала нормализуется высота пирамиды текстуры поверхности.СЭМ-изображения пирамидальной текстуры пластин были получены с помощью СЭМ, а высота Hi каждой пирамиды на СЭМ-изображениях была рассчитана с помощью программного обеспечения для обработки изображений. Согласно уравнению (1) была рассчитана средняя высота H a поверхностных пирамид пластины. Согласно уравнению (2) была рассчитана относительная высота пирамиды h i пластины. Согласно уравнению (3) рассчитывали относительное стандартное отклонение S h пирамидальной текстуры на поверхности пластины.

S h можно использовать для эффективной оценки однородности пирамидальной текстуры на поверхности вафли. Когда пирамидальная текстура более неоднородна, отклонение между относительной высотой hi и средним значением 1 после нормализации больше, а S h больше. Когда пирамидальная текстура более однородна, отклонение между относительной высотой h i и нормализованным средним значением 1 меньше, а S h меньше.Когда пирамидальная текстура идеальна и полностью однородна, S h равно 0. Когда S h положительно и ближе к 0, однородность пирамидальной текстуры лучше.

2.3. Расчет относительного стандартного отклонения

Для получения высоты пирамид на поверхности пластины SEM-изображения морфологии поверхности пластины были импортированы в программное обеспечение для обработки изображений (Visual Studio). Проекции длины четырех краев каждой пирамиды могут быть определены автоматически, а случайные пирамидальные структуры на поверхности пластины представляют собой приблизительно вертикальные прямоугольные пирамидальные структуры.Высота каждой пирамиды H i вычислялась по средним длинам проекций четырех ребер пирамиды. Согласно СЭМ-изображениям трех типичных пирамидальных текстур в , были получены распределения высоты пирамид в области 40 мкм × 40 мкм, как показано на . В а 862 небольших пирамиды были измерены в области отбора проб для начального травления; высота пирамид составляет менее 1,6 мкм, а высота большинства пирамид составляет от 0,2 мкм до 0,8 мкм. Подставляя каждую высоту пирамиды H i в уравнение (1), средняя высота пирамиды H a1 равна 0.71 мкм. В b 619 пирамид были измерены для умеренного травления в той же области выборки. Высота пирамид составляет от 0,6 мкм до 1,4 мкм, а максимальная высота составляет менее 2,4 мкм. Средняя высота H a2 была рассчитана равной 0,98 мкм. В c количество пирамид, измеренных в области отбора проб для чрезмерного травления, было уменьшено до 222; высота пирамиды была значительно увеличена, и в то же время выросло несколько новых малых пирамид. Пирамиды разбросаны, а перепад высот увеличен.Средняя высота пирамид H a3 составила 2,06 мкм.

Гистограмма распределения по высоте трех типичных пирамидальных текстур: ( a ) Начальное травление, ( b ) умеренное травление, ( c ) чрезмерное травление.

Высоты пирамид трех текстур были подставлены в уравнение (2) для нормализации, и относительные высоты пирамид были получены .Средняя относительная высота пирамиды hi равна 1, а гистограммы распределения hi показаны на рис. а показывает относительное распределение высоты пирамид для начального травления; относительная высота находится в диапазоне 0–2,5, а количество пирамид вблизи среднего значения 1 является наибольшим. Гистограмма примерно показывает нормальное распределение с центром в среднем значении, но несколько пирамид не соответствуют приведенному выше распределению. Количество пирамид относительно небольшой или большой высоты больше, чем при умеренном травлении.б — распределение относительной высоты пирамиды при умеренном травлении. Распределение относительно сконцентрировано в строгом соответствии с нормальным распределением со средним значением 1 в центре. в — распределение относительной высоты пирамиды при избыточном травлении; его распространение более рассредоточено.

Распределение относительной высоты трех типичных пирамидальных текстур: ( a ) начальное травление, ( b ) умеренное травление, ( c ) чрезмерное травление (относительная высота находится в диапазоне 0–2.5, а количество пирамид вблизи среднего значения 1 является самым высоким.)

Относительная высота пирамиды hi трех текстур была подставлена ​​в уравнение (3) для расчета относительного стандартного отклонения S h каждой группы . Относительные стандартные отклонения трех текстур: S h2 = 0,456, S h3 = 0,419 и S h4 = 0,503. S h сначала уменьшается, а затем увеличивается с увеличением времени травления; S h наименьший, когда травление умеренное, а однородность пирамидальной текстуры наилучшая.

3. Материалы и методы

В эксперименте использовалась кристаллическая пластина P-типа, легированная бором (100), площадью 156 × 156 мм, толщиной примерно 180 мкм и удельным сопротивлением от 0,4 до 1,5 Ом·см. Всего 120 штук пластин были отполированы 30% (массовая доля) раствором NaOH при 70 °С в течение 3 мин для удаления машинно-поврежденного слоя на поверхности пластин. Затем полированные пластины делили на 6 групп по 20 штук в каждой и наносили смесь 2% (массовая доля) ТМАГ + 8% (объемная доля) ИПС + 4% (массовая доля) Na 2 SiO 3 используется для травления в течение 10, 15, 20, 25, 30 и 35 минут при 80 ° C.Были получены шесть различных пирамидальных текстур пластин.

Кремниевые элементы были изготовлены после текстурирования пластин в соответствии со следующими процедурами: Для очистки пластин после текстурирования использовался процесс очистки RCA (мокрый метод промышленного стандарта). p-n-переходы изготавливали в трубчатой ​​диффузионной печи ДС-300Л при 870 °С в течение 60 мин в атмосфере газа POCl 3 в качестве источника фосфора. Диффундированные фосфором пластины погружали в 9% ( объемная доля ) раствор HF для влажного травления для удаления фосфорсодержащего кварцевого стекла.Тонкая пленка SiO 2 была получена путем нагревания окисления кремниевых пластин в печи для отжига с потоком O 3 . Плазменное химическое осаждение из паровой фазы (PECVD) использовалось для гальванического покрытия SiNx толщиной 70 нм на передней части пластин. Кремниевые элементы были изготовлены путем трафаретной печати электрода и спекания образцов при 650 °C.

После текстурирования и очистки пластины текстура ее поверхности была получена с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) на приборе Phenom XL, СЭМ-изображения морфологии поверхности пластин были импортированы в программу обработки изображений Visual Studio для получения H i высот пирамид каждой группы.После процесса нанесения покрытия значения коэффициента отражения для пластин в каждой группе измерялись с помощью фотоэлектрического интегрального рефлектометра ZhiDong D8, а срок службы неосновных носителей пластины в каждой группе измерялся с помощью прибора для определения срока службы неосновных носителей Semilab WT-1000B. После спекания элементов вольт-амперные характеристики кремниевых элементов были протестированы с помощью испытательной системы для солнечных элементов SolarIV-1000.

4. Результаты и обсуждение

4.1. Морфология поверхности пластин

Если наблюдения с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) каждой группы образцов представлены несколькими изображениями, читатель может легко запутаться, и ему будет неудобно видеть закон изменения.Репрезентативная морфология поверхности (с площадью выборки 53,6 × 53,6 мкм) 20 пластин выбрана и показана на рис. Текстура поверхности пластины со временем текстурирования 10 мин показана на а; поверхность покрыта небольшими пирамидами. По мере увеличения времени текстурирования некоторые из пирамид становились больше, некоторые из них стирались, и вырастали новые пирамиды. б показывает морфологию поверхности пластины, текстурированной в течение 15 мин, и количество пирамид на той же площади уменьшается. Морфология поверхности пластины со временем текстурирования 20 мин показана на c.Размер пирамиды поверхности умеренный, однородность текстуры хорошая. По мере увеличения времени текстурирования размеры пирамид увеличивались, некоторые мелкие пирамиды вытравливались, а однородность пирамидальной текстуры ухудшалась. Текстура на поверхности пластины при времени текстурирования 25 мин показана на г. e показывает морфологию поверхности пластины, текстурированной в течение 30 мин. Разрыв в размерах пирамид еще больше увеличивается, и большие пирамиды становятся большинством пирамид. f показывает морфологию поверхности пластины, текстурированной в течение 35 мин.Количество пирамид на одной площади наименьшее, разница в размерах пирамид наибольшая, однородность фактуры наихудшая.

Морфология поверхности пластин: ( a ) травление 10 мин, ( b ) травление 15 мин, ( c ) травление 20 мин, ( d ) травление 25 мин, ( 9088 d ) травление 25 мин, ( 908 e ) травление в течение 30 мин и ( f ) травление в течение 35 мин.

4.2. Относительное стандартное отклонение (

S h ) пирамидальной текстуры

Обработка изображения использовалась для получения высоты пирамидальной текстуры на поверхности пластин.Чтобы непосредственно оценить распределение высоты пирамидальных текстур на поверхности пластин, H i каждой группы были импортированы в Origin для получения гистограммы распределения H i . Если соответствующие диаграммы распределения высот каждой группы образцов показаны несколькими изображениями, читателю легко запутаться и неудобно видеть закон изменения. Была выбрана приведенная выше репрезентативная морфология поверхности 20 пластин, и соответствующие диаграммы распределения по высоте показаны на рис.Распределение пирамид по высоте на поверхности пластины при времени текстурирования 10 мин показано на а. Высота пирамид меньше 1,6 мкм, а высота большинства пирамид сосредоточена между 0,2 и 0,8 мкм. Количество пирамид в области выборки достигает 918. Распределение пирамид по высоте на поверхности пластины при времени текстурирования 15 мин показано на б. Высота пирамид менее 2,2 мкм, а высота большинства пирамид составляет 0,4–1.2 мкм. Распределение пирамид по высоте на поверхности пластины при времени текстурирования 20 мин показано на в. Высота пирамид в основном составляет от 0,6 до 1,4 мкм, а максимальная высота пирамиды составляет 2,4 мкм. Распределение пирамид по высоте на поверхности пластины при времени текстурирования 25 мин показано на г. Скорость роста пирамид была ускорена, а средняя высота и максимальная высота пирамид значительно увеличились, при этом максимальная высота пирамид достигла 3.4 мкм. Распределение пирамид по высоте на поверхности пластины при времени текстурирования 30 мин показано на д; высоты пирамид разбросаны и распределены между 0 и 4,4 мкм. Распределение пирамид по высоте на поверхности пластины при времени текстурирования 35 мин показано на е; количество пирамид в области опробования составляет не менее 231, а высота пирамид варьирует от 0,2 до 5,4 мкм, при наибольшей разнице.

Распределения пирамид по высоте на поверхности пластин: ( а ) травление в течение 10 мин, ( в ) травление в течение 15 мин, ( с ) травление в течение 20 мин, ( d ) травление в течение 25 мин, ( e ) травление в течение 30 мин и ( f ) травление в течение 35 мин

Распределение высоты пирамиды может выражать только распределение высоты в пределах интервала и не может точно отражать степень дисперсии высоты пирамиды.Сначала высота пирамиды H i была подставлена ​​в уравнение (1) для получения средней высоты пирамиды H a . Затем H i и H a были заменены в уравнение (2) для нормализации, чтобы получить относительную высоту пирамиды h i каждой пирамиды. Наконец, S h каждой группы были получены путем подстановки h i в уравнение (3). Разбросанные точки показаны на , что является результатами тестирования 20 пластин, а пунктирная линия представляет собой среднюю линию соединения. S h пирамидальной текстуры на поверхности пластин сначала уменьшается, а затем увеличивается с увеличением времени текстурирования. Минимум S h равен 0,422, с наилучшей однородностью при времени текстурирования 20 мин. После 30 мин текстурирования скорость роста S h явно замедляется, а равномерность немного меняется. Основные причины следующие: Поврежденный слой не полностью удаляется, чтобы обеспечить толщину кремниевой пластины во время полировки пластины, в результате чего на поверхности образуются канавки.При начальном травлении скорость травления и порядок травления сильно различаются, что приводит к относительно большой разнице размеров пирамиды и большой S h . С увеличением времени травления канавки на поверхности пластины становятся плоскими, а размер маленькой пирамиды постепенно увеличивается, что приводит к уменьшению разницы в относительных размерах пирамиды и уменьшению S ч . При дальнейшем увеличении времени травления размер части пирамиды продолжает увеличиваться, часть пирамиды вытравливается и постоянно образуются новые мелкие пирамиды, что приводит к увеличению относительной разницы размеров пирамиды и постепенное увеличение S h .Когда пирамидальная текстура поверхности более однородна, распределение высоты пирамид более концентрированное, а S h меньше. S h можно использовать для количественной характеристики однородности пирамидальной текстуры.

Зависимость между относительным стандартным отклонением S h и временем текстурирования ( S h пирамидальной текстуры на поверхности пластин сначала уменьшается, а затем увеличивается с увеличением времени текстурирования.)

4.3. Отражательная способность пластин

Отражательная способность пластин измерялась, когда длина волны падающего света составляла 300–900 нм, и рассчитывалось среднее значение для каждой группы из 20 штук, как показано на рис. На ранней стадии текстурирования поверхность пластины покрыта небольшими пирамидками. Эффект захвата пирамиды плохой из-за малого размера, текстура неоднородная, S h крупная, коэффициент отражения тоже большой. По мере увеличения времени текстурирования высота пирамид текстуры поверхности пластины увеличивается, однородность текстуры становится лучше, уменьшается, эффект захвата света улучшается, а коэффициент отражения быстро уменьшается.Когда время травления составляет 20 мин, достигается минимальный коэффициент отражения 2,48%. По мере дальнейшего увеличения времени текстурирования однородность текстуры ухудшается, S h увеличивается, а отражательная способность поверхности пластины постепенно увеличивается. Отражательная способность и S h сначала уменьшаются, а затем увеличиваются с увеличением времени текстурирования.

Отражающая способность пластин. (отражательная способность и S h сначала уменьшаются, а затем увеличиваются с увеличением времени текстурирования.)

4.4. Срок службы неосновных носителей пластин

Срок службы неосновных носителей каждой группы пластин показан на , срок службы неосновных носителей пластин является самым продолжительным на ранней стадии текстурирования, а срок службы неосновных носителей пластин постепенно уменьшается с увеличение времени текстурирования. Основные причины заключаются в следующем: по мере увеличения времени травления высота пирамиды пластины постепенно увеличивается, укладка между пирамидами становится более серьезной, а верхний угол и край пирамидальной текстуры становятся более острыми.Из-за концентрации термических напряжений в основании пирамид при высокотемпературном процессе диффузии появляются мельчайшие трещины и дефекты. Толщина пленки неравномерна или пленка разрывается в процессе нанесения покрытия. Более того, с увеличением высоты пирамиды растрескивание и разрушение просветляющей пленки становится все более серьезным. Эти дефекты увеличат вероятность рекомбинации неосновных носителей на поверхности пластины, что приведет к значительному снижению срока службы неосновных носителей на пластине.

Срок службы неосновных носителей пластин. (время жизни неосновных носителей пластин постепенно уменьшается с увеличением времени текстурирования.)

4.5. Электрические свойства кремниевых элементов

Как показано на рисунке, были измерены электрические свойства кремниевых элементов и рассчитано среднее значение для 20 элементов в каждой испытательной группе. С увеличением времени травления постепенно уменьшаются напряжение холостого хода В OC и коэффициент заполнения FF .Основные причины следующие: при большем времени травления размеры пирамиды кремниевой ячейки увеличиваются, а пирамидальная текстура будет приводить к увеличению поверхностных дефектов кремниевой ячейки в процессе высокотемпературной диффузии и спекания, что приводит к увеличению обратного тока насыщения p-n перехода; таким образом, фотоэлектрический эффект кремниевых элементов ослабляется. С увеличением времени травления плотность тока короткого замыкания Дж SC и PCE сначала увеличиваются, а затем уменьшаются.Основные причины заключаются в следующем: пирамидальная текстура на поверхности кремниевой ячейки может эффективно уменьшить потери на отражение; когда поверхность покрыта пирамидальной текстурой, а высота пирамид мала, увеличение светопоглощения больше, чем снижение эффекта PV, поэтому PCE имеет тенденцию к увеличению. Однако при дальнейшем увеличении времени травления размеры пирамид на поверхности кремниевой ячейки еще больше увеличиваются, ухудшается однородность и увеличиваются потери на отражение, что приводит к уменьшению эффекта ФВ; таким образом, PCE демонстрирует тенденцию к быстрому снижению.Небольшая пирамидальная текстура с хорошей однородностью была получена с 2%-м раствором ТМАГ при времени травления 20 мин, а максимальное ПХЭ составило 19,54%.

Фотоэлектрические характеристики кремниевых элементов. (с увеличением времени травления напряжение холостого хода В OC и коэффициент заполнения FF постепенно уменьшаются, плотность тока короткого замыкания Дж SC и PCE сначала увеличиваются, а затем уменьшаются.)

4.6. Связь между относительным стандартным отклонением и фотоэлектрическими характеристиками

Однородность пирамидальной текстуры на поверхности кремниевой ячейки оказывает большое влияние на ее фотоэлектрические характеристики.Соответствующие соотношения между S h и фотоэлектрическими характеристиками (отражательная способность, время жизни неосновных носителей заряда, V OC , J SC , FF и ФХЭ) были проанализированы, как показано на рис. С постепенным увеличением S h отражательная способность кремниевой ячейки обычно имеет тенденцию к постепенному увеличению. Когда пирамиды однородны, свет отражается соседними пирамидами и поглощается кремниевой кюветой, что усиливает эффект улавливания света.Со временем жизни неосновных носителей V OC и FF сильно колеблются с увеличением S h ; чем больше время травления, тем больше будет размер пирамиды, что приведет к большему количеству дефектов на поверхности пластины и большей рекомбинации носителей, что не связано с однородностью пирамид. J SC и PCE постепенно уменьшаются с увеличением S h ; чем меньше S h , тем больше J SC и PCE.Минимальное значение S h составляет 0,422, а соответствующее значение PCE достигает максимального значения 19,54%.

Связь между относительным стандартным отклонением и фотоэлектрическими характеристиками.

Согласно приведенному выше экспериментальному анализу, S h значительно коррелирует с пирамидальной однородностью, отражательной способностью, J SC и PCE кремниевой ячейки. S h можно использовать не только для оценки качества процесса текстурирования кремниевых ячеек, но и для косвенной оценки фотоэлектрических характеристик без полного процесса подготовки кремниевых ячеек.

4.7. Оптимизация параметров процесса

Согласно соотношениям между относительным стандартным отклонением S h пирамидальной текстуры поверхности кремниевой пластины и фотоэлектрическими характеристиками, чем меньше S h , тем лучше фотоэлектрические характеристики кремниевой пластины. Как показано на рисунке а, согласно соотношению между временем текстурирования и средним значением кривой S ч минимальное значение кривой S ч может быть получено с помощью полиномиального аппроксимирующего анализа в Origin; когда подгонка является полиномом пятой степени, отклонение подгонки меньше 10 -6 .Когда время текстурирования составляет 18,1 мин, минимальное относительное стандартное отклонение S ч , полученное путем подгонки кривой, составляет 0,417.

( a ) Полиномиальная аппроксимация кривой зависимости между временем текстурирования и S h . ( b ) Рассчитана отражательная способность кремниевой ячейки до и после оптимизации процесса для каждой группы из 20 пластин, отражательная способность кремниевой ячейки, текстурированной в течение 18,1 мин, значительно ниже, чем у кремниевой ячейки, текстурированной в течение 20 мин при короткие волны (λ) 300–600 нм.Взвешенная отражательная способность оптимизированной кремниевой ячейки составляет 2,28 % на полной длине волны, что на 0,20 % ниже, чем у кремниевой ячейки, текстурированной в течение 20 мин.

В соответствии с результатом оптимизации подбора кривой S h 20 пластин были протравлены в течение 18,1 мин в исходных условиях эксперимента по текстурированию. Морфология поверхности 20 пластин была измерена, а высота пирамиды 20 образцов была получена посредством обработки изображений. Согласно уравнениям (1)–(3), среднее значение S h пирамидальной текстуры поверхности 20 образцов равно 0.416, что близко к минимальному значению подобранной кривой S h . Средняя отражательная способность показана на b.

Для измерения электрических свойств 20 пластин со временем текстурирования 20 мин и 18,1 мин использовалась испытательная система для вольт-амперных характеристик. Как показано на а, кремниевые элементы J SC , V OC и FF улучшены в разной степени после оптимизации процесса. Среднее значение PCE равно 19.76%, что на 0,22% выше, чем у кремниевой ячейки, текстурированной в течение 20 мин. Как показано на b, кривая JV наиболее эффективного солнечного элемента после оптимизации процесса была измерена, V OC составляет 632,44 мВ, J SC составляет 39,47 мА/см 1 2,

0 а PCE имеет лучший КПД 19,89%. S h оптимизированной кремниевой ячейки является наименьшим, а PCE достигает максимального значения после оптимизации времени текстурирования.Таким образом, S h можно использовать для количественной характеристики однородности пирамидальной текстуры, оптимизации параметров процесса текстурирования и прогнозирования фотоэлектрических характеристик в процессе текстурирования кремниевой ячейки.

( a ) Электрические свойства кремниевых элементов до и после оптимизации процесса. ( b ) Кривая J-V наиболее эффективного солнечного элемента после оптимизации процесса. (кремниевые элементы J SC , V OC и FF улучшены в разной степени после оптимизации процесса.Среднее значение PCE составляет 19,76%, что на 0,22% выше, чем у кремниевой ячейки, текстурированной в течение 20 минут. Кривая JV наиболее эффективного солнечного элемента после оптимизации процесса была измерена, V OC составляет 632,44 мВ, J SC составляет 39,47 мА/см 2 , а PCE имеет лучший КПД 19,89%.)

5. Выводы

Исследованы количественные характеристики равномерности пирамидальной текстуры на поверхности кремниевой ячейки и оптимизация процесса текстурирования.Было предложено относительное стандартное отклонение S h . Приведены его определение, расчет, экспериментальная проверка и использование в оптимизации процессов.

(1) Ссылаясь на определение и расчет стандартного отклонения в математической статистике, S h был определен как стандартное отклонение относительной высоты пирамиды h i после нормализации высоты пирамиды H i вафли. Высота пирамиды H i была получена путем обработки изображений SEM-изображений поверхности пластины, а S h была удобно рассчитана.

(2) Различные параметры процесса использовались для химического текстурирования пластин, и S h использовался для количественной характеристики однородности пирамидальных текстур. Экспериментальные результаты показали, что лучшая однородность пирамидальной текстуры привела к меньшему S h и более высокому PCE. S h можно использовать для эффективной оценки качества процесса текстурирования и косвенной оценки фотоэлектрических характеристик кремниевой ячейки.

(3) S h Фитинг был использован для оптимизации процесса. При текстурировании пластин 2% раствором ТМАХ в течение 18,1 мин коэффициент пирамидальной текстуры кремниевых ячеек достигает минимума 0,416, а отражательная способность достигает минимума 2,28%. Более того, среднее значение PCE достигает максимума 19,76%. Проверена возможность оптимизации параметров процесса и прогнозирования фотоэлектрических характеристик с использованием S h .

Вклад авторов

Концептуализация, З.Ф. и ZX; методика, З.Ф.; проверка, Т.Дж.; формальный анализ, З.Ф.; расследование, З.Ф.; ресурсы, Z.X.; курирование данных, Ф.З.; написание — черновая подготовка, З.Ф. и ZX; написание-обзор и редактирование, З.Ф. и ZX; визуализация, Т.Дж.; надзор, С.Х.; администрация проекта, С.Х. Все авторы прочитали и согласились с опубликованной версией рукописи.

Финансирование

Это исследование финансировалось Национальным фондом естественных наук Китая (грант No.51676085).

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Ссылки

1. Абдулла М.Ф., Алгул М.А., Насер Х., Асим Н., Ахмади С., Ятим Б., Сопиан К. Исследования и разработки по текстурированию для уменьшения оптических потерь на передней поверхности кремниевого солнечного элемента. Продлить. Поддерживать. Energy Rev. 2016;66:380–398. doi: 10.1016/j.rser.2016.07.065. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]2. Грин М.А., Данлоп Э.Д., Леви Д.Х., Холь-Эбингер Дж., Йошита М., Хо-Бейли A.W.Y. Таблицы эффективности солнечных батарей (версия 54) Prog. Фотовольт. Рез. заявл. 2019;27:565–575. doi: 10.1002/pip.3171. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]3. Рахман А., Ашраф А., Синь Х., Тонг Х., Саттер П., Эйсаман М.Д., Блэк К.Т. Самособирающиеся нанотекстуры размером менее 50 нм для улучшенного широкополосного просветления в кремниевых солнечных элементах. Нац. коммун. 2015;6:5963. doi: 10.1038/ncomms6963. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]4. Сурен Ф.М.М., Ренч Дж., ван де Санден М.К.М. Связь между захватом света и топографией поверхности пластин кристаллического кремния с плазменной текстурой.прог. Фотовольт. Рез. заявл. 2015;23:352–366. doi: 10.1002/pip.2439. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]5. Эскарре Дж., Сёдерстрем К., Деспейс М., Николай С., Батталья К., Буньон Г., Дин Л., Мейо Ф., Хауг Ф.-Дж., Баллиф К. Геометрический захват света для высокоэффективной тонкой пленки кремниевые солнечные батареи. Сол. Энергия Матер. Сол. Клетки. 2012;98:185–190. doi: 10.1016/j.solmat.2011.10.031. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 6. Ван Ф., Чжан Ю., Ян М., Суй Ю., Сунь Ю., Ян Л., Ян Дж., Чжан С. Взгляд на технологию зародышеобразования в кремниевом пирамидальном текстурировании для высокопроизводительных гетеропереходных солнечных элементов.J. Alloys Compd. 2018; 752:53–60. doi: 10.1016/j.jallcom.2018.04.180. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 7. Stapf A., Honeit F., Gondek C., Kroke E. Текстурирование монокристаллических кремниевых пластин смесями HF-HCl-H 2 O 2 : создание случайных перевернутых пирамид и моделирование захвата света в солнечных элементах PERC. Сол. Энергия Матер. Сол. Клетки. 2017; 159:112–120. doi: 10.1016/j.solmat.2016.08.034. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]8. Мороз В., Хуанг Дж., Виджекун К., Таннер Д. Экспериментальный и теоретический анализ оптических характеристик текстурированных кремниевых пластин; Материалы конференции IEEE Photovoltaic Specialists; Сиэтл, Вашингтон, США.19–24 июня 2011 г.; стр. 2900–2905. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]9. Ким Х., Парк С., Ким С.М., Ким С., Ким Ю.Д., Тарк С.Дж., Ким Д. Влияние условий текстурирования поверхности на характеристики солнечного элемента из кристаллического кремния. Курс. заявл. физ. 2013;13:С34–С40. doi: 10.1016/j.cap.2013.01.008. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 10. Dai X., Chen T., Cai H., Wen H., Sun Y. Повышение производительности солнечных элементов с гетеропереходом на органическом кремнии на основе текстурированной поверхности с помощью кислотной обработки. Приложение ACS Матер. Интерфейсы. 2016;8:14572–14577.doi: 10.1021/acsami.6b03164. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11. Ханна А., Басу П.К., Филипович А., Шанмугам В., Шмига С., Аберле А.Г., Мюллер Т. Влияние случайной текстуры поверхности пирамиды на формирование контактов методом серебряной трафаретной печати для солнечных элементов на монокристаллических кремниевых пластинах. Сол. Энергия Матер. Сол. Клетки. 2015; 132: 589–596. doi: 10.1016/j.solmat.2014.10.018. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 12. Чен К., Лю Ю., Ван С., Чжан Л., Су С. Новый процесс текстурирования монокристаллического кремниевого солнечного элемента, распиленного алмазной проволокой.Сол. Энергия Матер. Сол. Клетки. 2015; 133:148–155. doi: 10.1016/j.solmat.2014.11.016. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 13. Ван Л., Ван Ф., Чжан С., Ван Н., Цзян Ю., Хао К., Чжао Ю. Повышение эффективности кремниевых солнечных элементов с гетеропереходом путем текстурирования поверхности кремниевых пластин с использованием гидроксида тетраметиламмония. J. Источники питания. 2014; 268:619–624. doi: 10.1016/j.jpowsour.2014.06.088. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 14. Хуанг Б.-Р., Ян Ю.-К., Ян В.-Л. Ключевой метод текстурирования однородной пирамидальной структуры слоем нитрида кремния на монокристаллической кремниевой пластине.заявл. Серф. науч. 2013; 266: 245–249. doi: 10.1016/j.apsusc.2012.12.001. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 15. Парк Х., Квон С., Ли Дж. С., Лим Х. Дж., Юн С., Ким Д. Улучшение текстурирования поверхности монокристаллического кремния для солнечных элементов путем травления после повреждения пилой с использованием кислого раствора. Сол. Энергия Матер. Сол. Клетки. 2009; 93: 1773–1778. doi: 10.1016/j.solmat.2009.06.012. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 16. Басу П.К., Саранджи Д., Шетти К.Д., Бореланд М.Б. Жидкая силикатная добавка для щелочного текстурирования монокремниевых пластин для увеличения срока службы технологической ванны и снижения расхода изопропилового спирта.Сол. Энергия Матер. Сол. Клетки. 2013; 113:37–43. doi: 10.1016/j.solmat.2013.01.037. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 17. Ву Г., Лю Ю., Лю М., Чжан Ю., Чжу П., Ван М., Чжэн Г., Ван Г., Ван Д. Высокоэффективный кремниевый солнечный элемент p-типа, изготовленный с использованием сквозного прожига Алюминиевая паста на задней стороне ячейки. Материалы. 2019;12:3388. doi: 10.3390/ma12203388. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]18. Басу П.К., Кханна А., Хамейри З. Влияние высоты передней пирамиды на эффективность монокристаллических кремниевых пластинчатых солнечных элементов с однородной текстурой, напечатанных методом трафаретной печати.Продлить. Энергия. 2015; 78: 590–598. doi: 10.1016/j.renene.2015.01.058. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 19. Джу М., Баладжи Н., Пак С., Тхань Нгуен Х.Т., Цуй Дж., О Д., Чон М., Кан Дж., Шим Г., Йи Дж. Влияние текстурирования малых пирамид на усиленную пассивацию и эффективность одиночных солнечных элементов c-Si. RSC Adv. 2016;6:49831–49838. doi: 10.1039/C6RA05321A. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 20. Басу П.К., Дасмана Х., Удаякумар Н., Хан Ф., Тхакур Д.К. Регулируемый недорогой этап предварительной обработки для текстурирования поверхности промышленного монокристаллического кремниевого солнечного элемента большой площади.Сол. Энергия Матер. Сол. Клетки. 2010;94:1049–1054. doi: 10.1016/j.solmat.2010.02.025. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 21. Басу П.К., Саранджи Д., Бореланд М.Б. Однокомпонентный процесс травления с повреждением для улучшения текстурирования солнечных элементов из монокристаллической кремниевой пластины. IEEE J. Фотовольт. 2013;3:1222–1228. doi: 10.1109/JPHOTOV.2013.2270357. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 22. Джу М., Маллем К., Датта С., Баладжи Н., О Д., Чо Э.-К., Чо Ю. Х., Ким Ю., Йи Дж. Влияние текстурирования пирамид небольшого размера на потери при контактном затенении и анализ производительности солнечных элементов из монокристаллического кремния с трафаретной печатью Ag.Матер. науч. Полуконд. Обработать. 2018;85:68–75. doi: 10.1016/j.mssp.2018.05.039. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 23. Акила Б.С., Вайтинатан К., Балаганапати Т., Винот С., Тилакан П. Исследования корреляции между гистограммой текстурирования поверхности и спектральным коэффициентом отражения кристаллической кремниевой подложки (100), текстурированной с использованием анизотропного травления. Сенсорные приводы A Phys. 2017 г.: 10.1016/j.sna.2017.06.021. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 24. Кегель Дж., Ангерманн Х., Штюрцебехер У., Конрад Э., Мьюс М., Корте Л., Стегеманн Б. Более 20% эффективности преобразования кремниевых солнечных элементов с гетеропереходом за счет текстурирования подложки без IPA. заявл. Серф. науч. 2014; 301:56–62. doi: 10.1016/j.apsusc.2014.01.183. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 25. Лянь С.-Ю., Ян С.-Х., Сюй С.-Х., Линь Ю.-С., Ван С.-С., Уу Д.-С. Оптимизация текстурированной структуры на пластине кристаллического кремния для гетеропереходного солнечного элемента. Матер. хим. физ. 2012; 133:63–68. doi: 10.1016/j.matchemphys.2011.12.052. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 26. Вефрингхаус Э., Кеснар К., Лёманн М. Статистический подход к описанию случайных поверхностей пирамид с использованием трехмерных профилей поверхности. Энергетическая процедура. 2011;8:135–140. doi: 10.1016/j.egypro.2011.06.114. [Перекрестная ссылка] [Академия Google] 27. Ким Дж., Иннс Д., Фогель К., Садана Д.К. Текстурирование поверхности монокристаллических кремниевых солнечных элементов с использованием пленок SiO 2 низкой плотности в качестве анизотропной маски травления. Сол. Энергия Матер. Сол. Клетки. 2010;94:2091–2093. doi: 10.1016/j.solmat.2010.06.026. [CrossRef] [Google Scholar]

Исследовательские статьи, журналы, авторы, подписчики, издатели

 
 
Как крупный международный издатель академических и исследовательских журналов, Science Alert публикует и разрабатывает игры в партнерстве с самыми престижные научные общества и издательства.Наша цель заключается в проведении высококачественных исследований в максимально широком аудитория.
   
 
 
Мы прилагаем все усилия, чтобы поддержать исследователей которые публикуются в наших журналах. Существует огромное количество информации здесь, чтобы помочь вам опубликоваться у нас, а также ценные услуги для авторов, которые уже публиковались у нас.
   
 
 
Цены 2022 уже доступны. Ты может получить личную / институциональную подписку на перечисленные журналы непосредственно из Science Alert. В качестве альтернативы вы возможно, вы захотите связаться с предпочитаемым агентством по подписке. Пожалуйста, направляйте заказы, платежи и запросы в службу поддержки клиентов в службу поддержки клиентов журнала Science Alert.
   
 
 
Science Alert гордится своим тесные и прозрачные отношения с обществом. Так как некоммерческий издатель, мы стремимся к самому широкому возможное распространение материалов, которые мы публикуем, и на предоставление услуг самого высокого качества нашим издательские партнеры.
   
 
 
Здесь вы найдете ответы на наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ), которые мы получили по электронной почте или через контактную веб-форму.В соответствии с характером вопросов мы разделили часто задаваемые вопросы на разные категории.
   
 
 
Азиатский индекс научного цитирования (ASCI) обязуется предоставлять авторитетный, надежный и значимая информация путем охвата наиболее важных и влиятельные журналы для удовлетворения потребностей глобального научное сообщество.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.