바카라 하는 법 Indium-Free Cugase₂박막 바카라 하는 법 전지의 작동 원리 이해

바카라 커뮤니티 (Nakabachi Ryoji 의장) (이하 "AIST"라고 불리는) 태양 광 발전 공학 연구 센터 [연구 센터 이사 Niki Sakae] 고급 산업 처리 및 효율성 팀 Shibata Hajime 책임자 및 Ishizuka Naogo 최고 연구원 :CIGS 바카라 하는 법 전지카테고리 및 Indium을 포함하지 않음넓은 금지 된 밴드 너비Cugase₂박막 바카라 하는 법 전지의 작동 원리Heterop-N Junction의 형성 메커니즘 명확 해졌습니다 지금까지 Cugase₂를 변환하기가 어려웠지만 N- 타입으로, Cugase₂다른 단계N- 타입 층 및 P 형 Cugase₂층과 p-n 접합이 바카라 하는 법 전지로 작동하는 것으로 밝혀졌습니다

이 발견을 통해 현재 제조 된 CIGS 바카라 하는 법 전지보다 금지 된 대역폭이 더 넓은 새로운 바카라 하는 법 전지 장치 구조를 제안 할 수 있습니다에너지 변환 효율의 개선과 같은 연구 개발이 더 높은 성능으로 가속화 될 것으로 예상됩니다

이러한 결과 중 일부는 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 조직의 지원으로 얻었으며 American Institute of Physics에서 발행 한 Academic Journal "응용 물리학 편지"

Cugase2바카라 하는 법 전지 장치 구조 및 단면의 전자기

바카라 하는 법열 발전은 유망한 재생 가능 에너지 원으로 주목을 받고 있습니다 오늘날에는 여전히 꾸준히 인기를 얻고 있으며 대체 에너지 원의 주요 에너지 원 중 하나가되고 있습니다 CIGS 바카라 하는 법 전지는 높은 전환 효율, 높은 악화 저항, 모든 검은 색의 채색 및 가벼운 유연성과 같은 많은 특징을 가지고있어 비용이 절감 될 수있는 박막 바카라 하는 법 전지로 만듭니다단일 접합 바카라 하는 법 전지이론적으로는 높은 전환 효율을 얻기 위해 약 14EV최적으로 간주됩니다 CIGS 바카라 하는 법 전지는 금지 된 밴드 너비를 생성하기 위해 인듐 (IN) 및 갈륨 (GA)의 조성 비를 변화시킵니다₂10 ev to cugase₂의 최대 17 eV를 제어 할 수 있지만, 현재까지 가장 높은 효율을 얻은 바카라 하는 법 전지의 금지 된 밴드 폭은 11에서 12 eV에서 비교적 좁으며, 더 넓은 금지 대역으로 제어 되더라도 높은 효율성은 이론으로 얻을 수 없습니다

CIGS는 기본적으로 P 형 반도체이므로 바카라 하는 법 전지 작동에 필요한 P-N 접합을 형성하기 위해 버퍼 층이라고하는 N 형 반도체가 결합됩니다 넓은 넓은 밴드 폭을 갖는 CIGS 바카라 하는 법 전지로 높은 전환 효율을 얻기 위해서는 N 형 반도체 재료의 선택이 중요하다고 생각되지만, CIG 넓은 밴드 폭의 성능을 완전히 도출 할 수있는 완충 층 재료는 발견되지 않았다 또한, 바카라 하는 법 전지 장치의 작동의 기본 원리 인 P-N 접합 및 인터페이스 상태의 형성에 대한 알려지지 않은 측면이 많이 있었다 따라서, 넓은 폴란드 CIGS 재료의 사용은 CIGS 바카라 하는 법 전지의 효율을 향상시키는 유망한 접근법으로 간주되지만, 고효율을 달성하는 데 필요한 장치 구조에 대한 설계 지침은 불분명했다

AIST는 다양한 바카라 하는 법 전지 및 평가 기술의 연구 개발을 위해 바카라 하는 법 발전의 확산을 더욱 확대하고 있습니다 Solar Power Engineering Research Center의 고급 산업 공정 및 고효율 팀은 CIGS 바카라 하는 법 전지를 담당하며 대학 및 회사와 협력하여 기본에서 응용 응용 프로그램에 이르기까지 광범위한 관점에서 연구 및 개발을 촉진하고 있습니다 (2013 년 9 월 26 일에 AIST 언론의 애니메이션,2013 년 3 월 18 일에 AIST 언론의 애니메이션,AIST : 금속 호일을 기질로 사용하는 고효율 유연한 CIGS)

인듐이없는 Cugase₂광범위한 CIGS 바카라 하는 법 전지로서의 바카라 하는 법 전지의 중요성은 인식되었지만, 높은 전환 효율을 얻는 것은 매우 어렵고 지금까지 전환 효율의 사례는 현재까지보고되지 않았습니다 그러나 최근 AIST는이 인듐없이 Cugase를 발표했습니다₂처음으로 바카라 하는 법 전지는 10%이상의 전환 효율을 달성하는 데 성공했습니다 이번에는이 cugase₂P-N 접합의 형성 메커니즘은 바카라 하는 법 전지를 사용하여 연구되었습니다

또한,이 연구는 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 기관의 계약 프로젝트, "유연한 CIGS 바카라 하는 법 전지를위한 고속 영화 제작 및 고성능 프로세스 개발", "광범위한 갭 CIGS 바카라 하는 법 전지를위한 고효율 기술 개발"및 "CIGS 바카라 하는 법 전지를위한 장치 시뮬레이션 기술 개발"(2010-2014)의 지원으로 부분적으로 수행되었습니다

Cugase₂P 형 반도체이며, 안정적인 N- 타입 변환에 대한보고는 없었다 다시 말해서Homop-N Junction형성이 어렵고, 황화 카드뮴 (CDS)과 같은 완충 층 (N- 타입 반도체)은 바카라 하는 법 전지 장치를 제조하는 데 사용되며 Cugase₂층과 버퍼 층이 헤테로프 N 정션을 형성한다고 생각되었다 그러나 Cugase₂바카라 하는 법 전지 장치Electrobe- 유도 전류 방법, p-type cugase₂NO P-N 접합이 층과 N 형 CD 층 사이의 인터페이스에서 형성되고 P-Type Cugase₂층 표면에 존재하는 구리 (Cu) 부족한 이종성 층은 N 형 층, P-Cugase₂P-N 접합이 층으로 형성되었다 (도 1) 이론적으로 Cugase₂를 변환하는 것은 어렵다고 말하지만,이 시간의 결과는 cugase₂n-typed 및 p-cugase₂P-N 접합이 형성 될 수있다

그림 1 전자 빔에 의한 Cugase2바카라 하는 법 전지의 P-N 교차점 관찰

또한,이 구리 결핍 이종성 층은 cugase₂칼륨 (k) 및 나트륨 (NA) 농도가 층보다 높습니다알칼리 금속 요소존재합니다 (그림 2) NA는 높은 전환 효율에 필수적입니다 CIGS 바카라 하는 법 전지Dopant, 그리고 이것의 효과 중 하나는 p- 타입 전도도를 향상시키는 것으로 알려져 있습니다 이 연구의 결과를 바탕으로, 알칼리 금속 요소는 미래에 P- 타입 전도도를 제어 할뿐만 아니라보다 정확한 P-N 접합을 제어하는 ​​데 중요해질 것으로 예상된다

그림 2 2 차 이온 질량 분석법에 의한 P-N 접합 근처의 요소 분포 2 차 이온 강도 (원소의 풍부함)는 상대적인 양입니다

이전, Cugase₂바카라 하는 법 전지의 효율을 향상시키기 위해 넓은 넓은 밴드 너비 재료에 적합한 N 형 버퍼 층 재료를 검색하는 것이 중요하다고 간주되었습니다 그러나, 본 결과는 완충 층뿐만 아니라 구리 결핍 이종성 층이 P-N 접합 형성 및 특성 제어에 사용될 수 있으며,이를 사용하는 CIGS 바카라 하는 법 전지 장치에 대한 새로운 구조 설계가 가능할 수 있음을 시사한다 Cugase₂광범위한 밴드 폭의 효율을 향상시키기위한 다른 접근법의 또 다른 특징이 보여준 CIGS 바카라 하는 법 전지가 보여졌다

미래에, 우리는 아연 (Zn) 및 카드뮴 (CD) 및 알칼리 금속 요소와 같은 이성 불순물 요소의 상호 효과를 설명 할 것이며, 이는 구리 결핍 이종성 층의 N- 유형 전도도, K 및 NA의 영향의 차이에 관여하는 것으로 생각됩니다₂일뿐 만 아니라, 유사하게 알려지지 않은 포인트를 갖는 CIGS 바카라 하는 법 전지의 P-N 접합 형성 메커니즘의 세부 사항을 명확히하고 효율성을 높이기위한 장치 구조의 새로운 설계에 적용하는 것을 목표로합니다

또한, 제품의 것과 유사한 바카라 하는 법 전지 모듈의 생산에서 얻은 결과를 적용함으로써, 우리는 넓은 금지 된 밴드 폭 cigs를 사용하여 광 및 구부릴 수있는 유연한 바카라 하는 법 전지 모듈의 효율을 향상시킬 계획이다

CIGS와 금지 된 대역 너비의 IN과 GA 구성 비율의 관계

◆ CIGS 바카라 하는 법 전지

Cu (in, GA) se₂CIS 바카라 하는 법 전지로도 알려진 시스템 바카라 하는 법 전지의 약어 Cu (in, GA) SE₂구리 (Cu), 인듐 (IN), 갈륨 (GA) 및 셀레늄 (SE)으로 구성된 반도체 재료입니다 황 (들)은 물리적 특성을 제어하기 위해 혼합 될 수 있으며, CIGSSE 등으로 약식 될 수있다 방사선 저항력이 높고 바카라 하는 법 전지판을 가볍고 유연하게 만들 수있는 능력을 가지며 비용을 줄일 것으로 예상되어 기존의 바카라 하는 법 전지판과 같은 방식으로 공간 환경 및 소비자 사용을 위해 바카라 하는 법 전지 패널을 도입하기가 어려웠던 곳에서는 광범위한 응용 분야에서 사용할 수 있습니다
바카라 하는 법 전지 재료에 대한 중요한 물리적 특성 지수는 금지 된 밴드 폭 (에너지 갭, 밴드 갭 등이라고도 함)이지만 CIGS 바카라 하는 법 전지에서는 구성 요소의 조성 비를 제어하여 넓은 범위에 걸쳐 금지 된 밴드 폭을 제어 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 폭이 넓은 밴드 너비

CIGS 바카라 하는 법 전지에서, 구성 요소 인듐 (in) 및 갈륨 (GA)의 조성 비는 금지 된 밴드 너비를 만들기 위해 변경됩니다₂| Cugase₂의 최대 17 eV까지 제어 할 수 있습니다 현재 CIGS 바카라 하는 법 전지에서 IN 및 GA의 조성 비는 약 7 내지 3이며, 금지 된 밴드 너비는 11 ~ 12 eV이며, 금지 된 밴드 너비는 더 넓은 넓은 밴드 폭이 넓은 대역 너비 또는 넓은 갭 CIGS라고도합니다 이론적으로, 대략 14 eV의 금지 된 밴드 폭은 높은 전환 효율을 달성하는 데 최적으로 간주되지만, CIGS 바카라 하는 법 전지에서는 12 eV보다 큰 금지 된 밴드 너비가 이론만큼 매우 효율적이지 않습니다 GA 및 황의 함량을 증가시켜 금지 된 밴드 폭을 넓힐 수 있지만, 더 많은 금지 된 밴드 폭 크기 CIGS 재료의 성능을 더욱 증가시키는 장치 구조를 실현해야합니다[참조로 돌아 가기]

◆ Heterop-N Junction, Homop-N Junction

음성 (negative)가 전하 될 때 전류가 흐르는 반도체를 N- 타입 반도체라고합니다 또한 다수의 캐리어가 전자 인 반도체로 설명된다 또한 올바른 (Positive)의 전하를 갖는 구멍이 이동할 때 전류가 흐르는 반도체를 P 형 반도체라고하며, 다수의 캐리어가 구멍 인 반도체로 설명된다 P- 타입 및 N- 형 반도체는 함께 결합되어 P-N 접합이라고하며 바카라 하는 법 전지와 같은 전자 장치에 적용됩니다 예를 들어 균질 물질로 만들어진 P-N 접합, 예를 들어, P- 타입 및 N 형 실리콘 (SI)을 동종 접합이라고하는 반면, 상이한 재료로 제조 된 P- 타입 및 N- 타입 접합을 이종 접합이라고한다
바카라 하는 법 전지의 원리는 AIST Solar Power Engineering Research Center 웹 사이트에서도 찾을 수 있습니다
http : //unitaistgojp/rcpvt/ci/about_pv/principle/principle_3html　[참조로 돌아 가기]

◆ 먼 위상 층

여기, Cugase₂(Cu : Ga : SE 요소 비율 1 : 1 : 2의 위상)는 구성 요소와 다릅니다 (예 : Cuga₃SE₅그리고 Cuga₅SE₈와 같은 단계로 구성된 층을 나타냅니다[참조로 돌아 가기]

◆ 에너지 변환 효율

바카라 하는 법 전지의 에너지 변환 효율은 생성 된 전기 에너지/입력 광학 에너지 x 100%에 따라 계산됩니다 일반적으로 측정은 바카라 하는 법 시뮬레이터라는 시뮬레이션 된 바카라 하는 법 광원을 사용하여 측정 장치를 사용하여 이루어집니다[참조로 돌아 가기]

◆ 단일 정션 바카라 하는 법 전지

단일 P-N 접합부 또는 금속 세미 도체 접합으로 구성된 바카라 하는 법 전지를 단일 접합 바카라 하는 법 전지라고합니다 이것은 가장 기본적인 바카라 하는 법 전지 구조입니다 대조적으로, 다중 P-N 접합으로 구성된 바카라 하는 법 전지 등을 다른 파장 영역에서 단계적으로 흡수하는 것을 목표로 다중 접합 바카라 하는 법 전지 (스택, 탠덤, 다 결합 등이라고도 함)라고합니다[참조로 돌아 가기]

◆ EV

1 EV는 약 16 x 10^-19j (Juule), 정의상 1 V의 전위차에 의해 하나의 전자가 가속 될 때 에너지는 전자에 의해 소유되는 에너지를 표현하는 데 널리 사용됩니다 여기서이 장치는 금지 된 대역 너비의 너비 (크기)를 나타냅니다[참조로 돌아 가기]

◆ Electrobeam- 유도 전류 방법

전자 ​​빔 유도 전류 (EBIC)법률 전자 빔으로 반도체 장치를 조사함으로써, 조사 된 영역에서 로컬로 생성 된 전자 구멍 쌍에 의해 생성 된 전류는 장치의 내부 전기장에 의해 분리되고 반도체 장치의 접합 구조에 관한 정보가 얻어진다[참조로 돌아 가기]

◆ Alkali Metal Element

리튬, 나트륨 및 칼륨과 같은 주기성 테이블 그룹 IA의 6 가지 요소에 대한 일반적인 용어 Cugase₂CIGS 층의 알칼리 금속 요소는 기판에 사용 된 소다-라임 유리로부터의 확산에 의해 야기된다 1990 년대 초, CIGS 바카라 하는 법 전지의 성능을 향상시키는 데 관여했다는 것이 밝혀졌습니다[참조로 돌아 가기]

◆ Dopant

반도체에 추가 된 불순물은 금지 된 영역 내에서 불순물 수준을 형성합니다 이들은 N- 타입 및 P 형 전기 전도에 기여하는 전자 및 구멍의 생성에 기여한다[참조로 돌아 가기]