Header

Güneş Pillerinin Anatomisine Daha Derin Bakış Olanağı Geliştirildi

13 Şubat 2020 Dergi:

ZSW yeni tarama elektron mikroskobunu devreye sokuyor. Güneş Enerjisi ve Hidrojen Araştırmaları Merkezi'ndeki (Baden-Württemberg-ZSW) bilim adamları güneş hücrelerini daha iyi araştırmak için çok daha güçlü bir tarama elektron mikroskobunu geliştirdi. Ocak 2020'den beri kullanılan cihaz, öncekinin iki katı çözünürlüğüne sahip, sadece birkaç nanometreyi bulan yapıları görüntüleme yeteneğini bulunuyor. Odaklanmış iyon demeti, katmanların kesitlerini sorunsuz ve hassas bir şekilde ayırır. Araştırmacılar, bu çalışmalarla nano ölçekte ince film tabakalı güneş pillerinin yapısını ve arayüzlerini daha iyi anlamayı hedefliyor. Bu bilgi, güneş enerjisi endüstrisinin kaliteyi sağlama ve güneş pillerinin verimliliğini artırmaya devam etme çabaları açısından çok önemlidir. Daha verimli güneş pilleri, fotovoltaik sistemlerin küçük olan CO2 ayak izini daha da küçültebilir ve PV'lerin iklim değişikliğini azaltmaya katkısını artırabilir.
Yüksek çözünürlüklü tarama elektron mikroskopları, bakır, indiyum, galyum ve selenyum (CIGS) bazlı ince filmli güneş pilleri geliştirmek için mükemmel analitik cihazlardır. Aynı şey perovskitler gibi diğer güneş pilleri için de geçerlidir. Bu araçlar katman büyümesi ve kalınlığı, morfolojisi ve kimyasal bileşimi hakkında bilgi verir. Bir elektron ışını ile tarama yapar ve üç boyutlu görüntülerde en küçük yüzey yapılarını belirler. Bu görüntüler araştırmacıların malzemelerde istenmeyen boşlukları ve yabancı parçacıkları tespit etmelerine yardımcı olur.

Daha küçücük farkları algılayabilecek gözlemler için nano ölçekli analizler
ZSW'deki yeni FIB-SEM, bir nanometreden daha küçük görüntü noktaları tespit edebiliyor. Güneş pillerinin yapıları on nanometre veya 0.00001 milimetre ölçeğine kadar açıkça görülebilir. ZSW Fotovoltaik Bölümü Malzeme Araştırmaları Grup lideri Analytics ve Simülasyon Dr. Theresa Friedlmeier, “Cihaz ince filmli güneş pillerinin araştırılmasında bizim için yeni olanaklar sunuyor. Şimdi parçacıkların şeklini ve boyutunu analiz edebilir ve enerji dağıtıcı X-ışını spektroskopisini kullanarak mikro alanları araştırabiliriz” diyor.
Yeni cihaz, CIGS ile kadmiyum sülfitin tampon tabakası arasındaki çok ince ara yüzün çok daha derin ve hassas bir şekilde incelenmesine yardımcı olabilir. Bu arayüz güneş pili verimliliği üzerinde büyük bir etkiye sahiptir.

Odaklanmış iyon demeti ile geliştirilmiş örnek hazırlama
Odaklanmış iyon ışını ile yeni tarama elektron mikroskobunun araştırmacıları bir nano ölçekte materyal hazırlamaya çalıştı. Friedlmeier, “Örneğin, geçmişte çok zor olan, tek tek katmanlara zarar vermeden veya ayırmadan, esnek substratlar üzerinde CIGS güneş pillerinin iyi kesitlerini hazırlamak için kullanabiliriz. Bu yolla elde edilen bilgiler, güneş pilleri algımızı derinleştirmemize ve daha yüksek verimlilik ile daha düşük maliyetlerle teknoloji geliştirmemize yardımcı oluyor” dedi. Baden-Württemberg eyaleti bu yeni projeyi 650.000 € bağışla finanse etti.
Araştırmacılar ayrıca geliştirdikleri örnekleri daha fazla araştırmaya hazırlamak için bu yeni ekipmanı kullanacak. Bu yeni ekipmanın kullanılacağı alanlardan bazıları; elektron geri saçılması, transmisyon elektron mikroskopisi, atom prob tomografisi ve enerji dağıtıcı X-ışını analizidir.
 


Etiketler