Speaker
Dr
Miklós Fried
(MTA TTK)
Description
A vékony filmek gyártási folyamatainak fejlesztése szinte minden szakaszában roncsolásmentes analitikai eszközöket igényel. Ez hangsúlyozottan igaz a fotovoltaikus (photovoltaic, PV) panelek fejlesztése és a gyártósorok beállítása során. Ebben az esetben a rétegvastagságok, a mikro-szerkezet, az összetétel, a rétegek optikai tulajdonságai, ill. ezek homogenitása a legfontosabb paraméterek. Fontos hangsúlyozni, hogy az egyébként hullámhosszfüggő dielektromos függvények, az egyes összetevő anyagok esetében egy maroknyi hullámhossz-független paraméterrel is leírhatóak, amelyek változásai képesek követni a rétegek folyamat-közbeni változásait. Az ennek eredményeképpen létrejövő adatbázis, a spektroszkópiai ellipszometriával párosítva (kifejlesztve a megfelelő multi-film optikai modelleket) lehetővé teszi on-line (esetleg in-situ, real-time) módon a pontról-pontra térképezést, valamint in-line módon a vonalról-vonalra való képalkotó térképezést.
Az előadás megpróbálja áttekinteni a különböző PV-rétegek (tükröződésmentes bevonatok, átlátszó vezető oxidok (TCO), multi-dióda-szerkezetek, abszorber és ablak rétegek, hátsó-reflektorok) vizsgálatainak eredményeit, melyek megalapozzák a vékony filmek összetevőinek (CdTe, CIGS, vékony Si, és TCO rétegek) a meglévő adatbázisait (dielektromos függvények).
Az off-line, pontról-pontra feltérképezés hatékony lehet a napelemek teljes körű laboratóriumi fejlesztése során az inhomogenitások jellemzésére, de nagyon lassú on-line módban, amikor csak 15 pont érhető el (1 percen belül) egy szabványos 60x120 cm-es, mozgó panel esetén. Az elmúlt évek során [1, 2] az MFA-ban egy új műszer-típust fejlesztettünk ki, amely egy vonal-képet szolgáltat spektroszkópiai ellipszometria (wl = 350-1000 nm) segítségével. Korábbi verziójában egy 30 pontból álló vonal-képet lehetett gyűjteni 10 sec alatt 15 cm szélességű PV-modulokon [3, 4]. Ebben az évben építettünk meg egy 30 és egy 60 cm széles széttartó nyalábú ellipszométert, amelyek sebessége eléri a „hagyományos” ellipszométerek 1-pontos sebességét. (Vagyis amíg azok 1 pontot mérnek meg, az új berendezés egyszerre 30-at!) Így 1800 pontot lehet feltérképezni egy 1 perc alatt egy 60x120 cm-es PV-panel vagy rugalmas „roll-to-roll” hordozón.
***
[Ezt a munkát egy EU-s ENIAC (E450EDL) és egy hazai KMR (KMR_12_1_2012_0225) projekt támogatta.]
***
[1] C. Major, G. Juhasz, Z. Horvath, O. Polgar, M. Fried, PSS (c), 5, 5 (2008).
[2] G. Juhász, Z. Horváth, C. Major, P. Petrik, O. Polgar and M. Fried, PSS(c), 5, 5 (2008).
[3] M. Fried, G. Juhász, C. Major, P. Petrik, O. Polgár, Z. Horváth, A. Nutsch, Thin Solid Films 519, 2730 (2011).
[4] M. Fried, G. Juhasz, C. Major, A. Nemeth, P. Petrik, O. Polgar, C. Salupo, Lila R. Dahal, R. W. Collins, Mater. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 1323, DOI: 10.1557/opl.2011.820. (2011).
Primary author
Dr
Miklós Fried
(MTA TTK)
