Tecnología de panel solar de microcalcogenuro de coevaporación térmica

Científicos de Singapur han revisado todas las técnicas de evaporación térmica utilizadas para producir células y módulos solares de calcogenuro y han descubierto que el nuevo método logra mayores rendimientos y eficiencias de producto, a pesar de sus limitaciones.

Científicos del Instituto de Investigación Energética de la Universidad Tecnológica de Nanyang en Singapur han investigado cómo usar la evaporación térmica (TE), una tecnología bien establecida comúnmente utilizada en las industrias microelectrónica y fotovoltaica para producir diodos orgánicos emisores de luz (OLED), contactos metálicos y recubrimientos en una variedad de materiales, para hacer módulos solares de microcalcita.

"Analizamos el uso de varias técnicas basadas en la evaporación para fabricar películas delgadas de calcogenuro", dijo la investigadora Annalisa Bruno a Photovoltaics. una combinación de emplear evaporación térmica con reacciones de gas y tratamiento de solución".

Ella dice que el enfoque combinado puede aprovechar las fortalezas de ambos métodos, pero también tiene algunas limitaciones, como una mayor complejidad y la necesidad de usar solventes.

Bruno dijo: "Creemos que la evaporación térmica es el método ideal para la deposición rápida de capas de calcogenuro porque es fácilmente escalable, no contiene solventes dañinos y se ha integrado bien en las líneas de producción de fotónica y microelectrónica existentes".

Uno de los principales problemas de la coevaporación es la necesidad de optimizar ampliamente los parámetros para la deposición de calcogenuros con estequiometría compleja, especialmente cuando se evaporan más de dos o tres precursores simultáneamente, dijeron los investigadores. También notaron que los largos tiempos de deposición pueden presentar una barrera para la producción comercial, un problema que la mayoría de los estudios tienden a ignorar.

A continuación, propusieron una serie de técnicas para fabricar miniensamblajes y células solares de calcogenuro, que incluyen la evaporación térmica en un solo paso, la evaporación térmica en varios pasos y la deposición híbrida en varios pasos.

El equipo dijo: "Es deseable producir no solo películas de calcogenuro evaporado, sino también módulos completamente evaporados utilizando la misma línea de fabricación".

Las ventajas de la técnica incluyen un alto grado de control del proceso, control preciso del espesor de la película, facilidad para unir secuencialmente múltiples capas de película y procesabilidad con bajas temperaturas del sustrato. Los investigadores afirman que los métodos también permiten una mejor purificación de los precursores durante la formación de la película, una excelente homogeneidad espacial en los lotes de dispositivos, una buena repetibilidad y altos rendimientos durante múltiples rondas de fabricación.

Dicen: "Todo el proceso se puede controlar automáticamente y es intrínsecamente atractivo en términos de fabricación a gran escala y de gran volumen". Describen estas técnicas de producción en su publicación reciente 'Evaporación térmica y deposición híbrida de células solares y microensamblajes de titanita de calcio' en Joule.

Bruno dice: "Creemos que la investigación futura en este campo debe centrarse en nuevas capas intermedias de dispositivos óptimas para mejorar la calidad y la transparencia del material activo, pasivar los defectos a través de la tecnología de vacío y mejorar la estabilidad operativa para maximizar todo el potencial de la energía solar de titanita de calcio evaporada térmicamente. dispositivos."