מבוא ל- Transud Conductive Oxides

תחמוצות מוליכים Transudive (TCOs) מהוות מעמד ייחודי של חומרים המציגים במקביל מוליכות חשמלית גבוהה ושקיפות אופטית בספקטרום הנראה לעין.נכסים אלה נמצאים לעתים רחוקות יחד בטבע, כמו רוב החומרים המוליכים ביותר (כגון מתכות) הם חומרים ויזואליים, ואת החומרים השקיפות ביותר (כגון זכוכית) הם insulating חשמלית. TCOs להתגבר על זה בזהירות באמצעות שליטה של המבנה האלקטרוני שלהם, ומנגנוני אופטימיזציה אלקטרוניים, במיוחד.

ה- TCOs הנפוץ ביותר כוללים תחמוצת אינפליום (ITO), תחמוצת פלואורין-דופד טין (FTO), ו-אלומיניום-דופד oxide (AZO) כל אחד מציע איזון מובהק של מוליכות, שקיפות, עלות ועיבוד תאימות.ITO נשארת ה-TR, בשל התכונות החשמליות והאופטיות המצויות שלה, אך ההסתמכות שלה על נתרן – אלמנט נדיר ויקר – מונעת משמעותית של חומרים חלופיים, תוך שימוש ב-FTO, תוך שימוש בתכונות סטנדרטיות, תוך שימוש ב-O, תוך שימוש ב-או-FTO-O, תוך שימוש בתכונות סטנדרטיות, תוך שימוש ב-O.

התפקיד של TCOs בתאי השמש הוא כפול: הם פועלים כאלקטרודה חזיתית שקוף המאפשרת לשמש להגיע לשכבות סופגניות פעיל, והם אוספים והובלת נושאת מטען ממונעים אל המעגל החיצוני. תחבורה מטען בלתי יעילה או הפסדים מנוגדים מופרזים בתוך שכבת TCO להפחית ישירות את אפקט מילוי ויעילות ההמרה הכוללת של המכשיר.

תכונות חשמל חיוניות ומדד

יעילות חשמלית וגמישות

(ו) ,[32]] ,[32]]] ,[32]] ,[דרוש מקור]] [ב]]]] ,[דרוש מקור] [ה[[המאה ה-20]]], ב[[1924]], ב[[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]], [[[[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]], [[[[1924]]]]]], [[[[1924]]]]]]]], [[[[1924]]]]]]]] [[[[1924]]]]

אחריות נמדדת באמצעות שיטת המחקר של ארבעת נקודות, אשר מבטלת שגיאות התנגדות מגע על ידי שימוש בבדיקות נפרדות של אספקת הרכב ועומס-חישה של קרינת ה- van der Pauw הוא גם נפוץ עבור סרטים דקים עם גיאמטריה שרירותית. המדידות אלה מספקות את עמידות גיליון (RFLT:0shFLT:1), אשר מובעים לריבוע (93/#7); אשר לעתים קרובות מנוגדים לתאים מתכתיים / 7 / 7D.

ריכוז וניידות

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

ניידות (ו-#956;) מאפיין כמה מהר ספקים המטען עוברים דרך החומר תחת שדה חשמלי יישומי.גיוס טיפוסי בטווח TCOs בין 10 ל 50 ס"מFLT:0203FLT:1 / V & #8729; למרות ערכים מעל 100 ס"מ FLT:2FLT 3 / V & #87; הם דווחו על ידי פיזור גבוה של סרטים, כולל ריכוזי (כולל ריכוז) מוגבל יותר.

אפקט ההכללה

כדי לקבוע באופן עצמאי ריכוז המוביל וניידות, מדידות אפקט הול מבוצעות.סרט דק של TCO ממוקם בשדה מגנטי perpendicular, ואת מתח הול המושרה נמדדת בעוד זרם דרך הדגימה.סימן של מתח האולם מציין את הסוג המוביל הרוב (n-type או p-type), בעוד הגודל מניב את צפיפות הנושא בשילוב עם נתונים התנגדות, הניידות מחושבת אלה הם קריטיים עבור חומרים חדשים לפיזור טמפרטורה יעילה יותר.

הנדסה ובחירת חומריים

Indium Tin Oxide (ITO)

(א) בדרך כלל מורכב מ-90% InventFLT:0.203033033FLT 3 ו -10% SnOFLT:2earth Light:5 by Weight, הוא האפליקציות המתקדמות ביותר והמסחריות של TCO.

פלואורין-דופד טין אוקסיד (FTO)

(ה-FTO מוכן על ידי doping tin דו-חמצני (SnOFearLT:0) 2FIREL 1 (FLT) עם פלואורין, אשר תחליף לחמצן ומציג אלקטרונים חופשיים (FTO בדרך כלל יש מעט התנגדות גבוהה יותר (ו-#8764;7 × 10TOFLT:2 & #22; 4FLT 3 ו-93#7) לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, IOL) הוא דורש יותר חלבון חום גבוה יותר מאשר חלבון חום גבוה יותר מאשר ITO (FTO) ו-FTO) ו-FTO (IFTO) מאשר חלבון חום גבוה יותר מאשר חלבון חום גבוה יותר מאשר חלבון חום גבוה יותר מאשר חלבון חום גבוה יותר מאשר חלבון צהוב (FTO) ו-FTO)

אלומיניום דופד Znc Oxide (AZO)

AZO הוא תחמוצת מוליכים שקופה המבוססת על תחמוצת אבץ (ZnO) doped עם אלומיניום.אטומי אלומיניום תחליף לאבץ, תרומת אלקטרון חופשי אחד להחלפה. AZO מציעה התנגדות על סדר 2 & #8211;5 ו-#215; 10TOFLT: 02#87; 4FLT:1 &93; 7;2, לעומת זאת, סבירות נמוכה, לעומת זאת, בתנאי טמפרטורות נמוכות יחסית, לעומת זאת, לעומת זאת, לעומת זאת, או ירידה נמוכה, לעומת זאת, או ירידה נמוכה יותר מאשר טמפרטורות נמוכות יחסית, או ירידה במשקל נמוך יותר, או ירידה נמוכה, אם כימות, או ירידה נמוכה יותר, אם כי אם כי אם כימותרפיון נמוך יותר, או ירידה נמוכה יותר, או ירידה נמוכה יותר, או ירידה במשקל נמוך יותר, הוא נמוך יותר, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם זאת, עם ירידה במשקל נמוך יותר, עם זאת, עם ירידה של צריכת חמצן נמוך יותר מאשר קיבולת נמוכה יותר, 000 שעות נמוכה, עם ירידה של זמן נמוכה יותר, או ירידה במשקל נמוך יותר, הוא נמוך יותר, 000.

פיתוח TCOs ו- Alternatives

מחקר לתוך TCOs חלופי להאיץ בתגובה למגבלות של חומרים קונבנציונליים.Doped binary oxides כגון gium-doped oxides (GZO) ו- מימן-doped indium oxide (IO:H) הראו תכונות חשמל מבטיחות משולבות (IO: C) במיוחד, משיגות שפע של מעל 100 ס"מFreas:02LT1 / 7)

גורמים המשפיעים על ביצועי חשמל

טכניקת הדגמה

הבחירה של טכניקת דה-קוע יש השפעה עמוקה על התכונות החשמליות של סרטי TCO. Sputtering היא השיטה הנפוצה ביותר בתעשייה בשל ההיקף שלה, התחדשות, ויכולת להפקיד סרטים באיכות גבוהה בטמפרטורות נמוכות של ⁇ רדיו (RF) sputtering פחות נפוץ עבור עוביים של ITO ו AZ, בעוד אורגניזמים ישירות (DC) יכול להיות בשימוש עבור מטרות דלקתיות נמוכה יותר מדי.

טיפול ב-Deposition

אנליז לאחר הדבקה הוא צעד לאחר טיפול משותף לשיפור התכונות החשמליות של TCOs.thermal annealing בוואקום, גז אינרציה, או צמצום האטמוספירה יכול להגדיל את ריכוז המוביל על ידי הפעלת dopants וקידום היווצרות של אטומי חמצן באופן קפדני, למשל, ITOH דורש לעתים קרובות נשימה מוגברת 300 & #8211;400 ו-C כדי להשיג יעילות מערכת חימום מהירה ודלקת לייזר (Agening) באמצעות טיפול תרופתית.

תנוחות קולנוע וממורפולוגיה

עובי הסרט משפיע הן על ההתנגדות של גיליון ואת השידור האופטי של שכבות TCO. כמו עליות עובי, מספר מסלולי התנהגות ספציפיים עולה, צמצום ההתנגדות גיליון אבל גם צמצום שידור בכוונה בשל ספיגה חינם פחמימות ופיזור. עובי אופטימלי עבור יישומים תאים סולאריים בדרך כלל יש שיפור של אור עד 500 nm, איזון השפעות מתחרות אלה.

תפקיד TCOs באדריכלות תאים סולאריים שונים

תאים סולאריים

בסיליקון גבישי קונבנציונלי (c-Si) תאים סולאריים, הקשר הקדמי נוצר בדרך כלל על ידי רשת מתכת (silver) ישירות מגע עם פולט, עם ציפוי אנטי-re-review (SiNIRCOFLT:0xuad סיליקון נמוך יותר) על פני השטח הקדמית (HCOs אינם בשימוש מסורתי תאים סטנדרטיים, אבל הם הפכו חיוני אדריכלות מתקדמת כגון סיליקון נמוך) ו-Jrud תאים חשמליים לאחר מכן (Jin) לאחר מכן לעבור תאים חשמליים)

צמצם את תאי השמש (CIGS, CdTe)

תאים סולאריים דקים המבוססים על נחושת ארסנל סלאם (CIGS) ו-Carmium Telluride (CdTe) בדרך כלל משתמשים ב- TCOs כאלקטרודה הקדמית (בתאים CIGS), מבנה דו-שכבת TCO משמש לעתים קרובות: לחץ דק ועמידה ביותר על תאים עמידים על ידי CTO גבוה לאחר CAZAST.

תאים סולאריים Perovskite

תאי השמש Perovskite (PSCs) הופיעו כטכנולוגיה מבטיחה מאוד, עם יעילות המרה כוח עולה 25% בתאי מעבדה.אדריכלות PSC הטיפוסית כוללת תת-קרקעית זכוכית מצופה, שכבת הובלה אלקטרונית (ETL, לעתים קרובות דחף משותף של טיטופול) (02FLT:1 או SnOFreave:2LT 3), שכבת ההובלה אלקטרו-מפולטית (ETL) נמצאת ברזולוציה נמוכה יותר, כלומר, קיבולת מתכתית, לעומת זאת, קיבולת מתכת נמוכה יותר, היא נמוכה יותר, לאחר מכן, קיבולת מתכתית (FLT)

אסטרטגיות מתקדמות ואופטימיזציה

ההתקדמות האחרונה במחקר TCO מתמקדת בדוח גבולות של מוליכות ושקיפות בו-זמנית. גישה מבטיחה אחת היא השימוש של מינון מימן, במיוחד ב- indium שקיפות חד-חמצני (IO:H), אשר משיגה גיוס מעל 100 ס"מ עם מורכבות:02FLT או DLT# / V & #87; בעוד שמירה על ספיגה דלת פחמימות נמוכה של פחמימות ב-Fireta-high-to-to-to-Creme-Creca-to-Perfectation הם מועילים במיוחד עבור תאים כגון תאים של תאים חד-Cred-Creditamcreditcred-Creditcreca-Cred-Cred-Cred-Cred-Cred-Cred-Cred-Avdcreca-Creditam.

חומרים Computational הקרנה באמצעות תיאוריית פונקציונליות צפיפות (DFT) וניסויים מהירים גבוהה היא מאיצה את התגלית של יצירות TCO חדשות.לדוגמה, חקר תחמוצת דלפוסק (למשל, CuAlureטרור:02FLT:1) ו-p-TCOs אחרים עלול להוביל לכל אלקטרוניקה שקוף, אם כי ההתנהגויות שלהם עדיין נמוכות מדי עבור מודלים של מיפוי חשמלי.

(ב) שילוב של TCOs עם העברת אנשי קשר ושכבות תחבורה סלקטיבית הוא אזור פעיל אחר.בתאים סיליקון, הפונקציה העבודה של TCO יכול להיות מכוון על ידי התאמת התוכן חמצן או באמצעות טיפולים משטח כדי לשפר את הסלקטיביות ולהפחית את ההחזרה באופן משמעותי על ממשק: tLT2F) באופן דומה, תאים perovskite, פני השטח של TCO והתחדשות כימית יכול להיות שונה כדי לקדם את ה-HLT2Dipind) עם עלייה משמעותית על פני השטח (Dipv2D).

מסקנה

התכונות החשמליות של תחמוצות אנרגיה שקוף הן בסיסיות לביצוע של תאים סולאריים מודרניים. מוליכות גבוהה והתנגדות נמוכה מאפשרות איסוף מטען יעיל והובלת, בעוד ריכוז המוביל וניידות חייב להיות מאוזן בזהירות כדי למזער הפסדים התנגדות וקליטת פרציטית.הבחירה של חומר TCO - בין אם ITO, FTO, AZO, או חלופות מתעוררות על הארכיטקטורה הסולארית הספציפית, עיבוד, תנאים, עלויות ומגבלות ייצור מתקדמות, כמו גם טיפולים קריטיים של ציוד תקשורתי, כמו גם שיטות מחקר.

(ב) ניתן למצוא מקורות כגון:0 (FLT:0) לקריאה נוספת על תכונות החשמל של TCOs (הנקראים במשאבים כגון: FLT:1 National Renewable Energy Laboratory (NREL) תמונותvoltaic Research PagesFLT:2, Review Articles in FLT 3: EnergyFLT:4, and מקיפה ספרים על oxidesive מתודולוגיה מפורטת, FLT5 הוא 4.