Please use this identifier to cite or link to this item:
https://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/57305
| Title: | การสร้างเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดฟิล์มบาง Cu(In, Ga) Se₂ แบบ mini-module : รายงานการวิจัย พัฒนาและวิศวกรรม ปี่ที่1 ฉบับสมบูรณ์ |
| Other Titles: | Fabrication of Cu(In, Ga) Se₂ thin film solar cells based mini-module |
| Authors: | ชาญวิทย์ จิตยุทธการ ปณิตา ชินเวชกิจวานิชย์ สมพงศ์ ฉัตราภรณ์ โศจิพงศ์ ฉัตราภรณ์ ขจรยศ อยู่ดี |
| Other author: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. คณะวิทยาศาสตร์ |
| Subjects: | เซลล์แสงอาทิตย์ ฟิล์มบาง Solar cells Thin films |
| Issue Date: | 2549 |
| Publisher: | จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย |
| Abstract: | งานวิจัยนี้ได้ออกแบบและสร้างระบบเตรียมฟิล์มบางคอปเปอร์อินเดียมแกลเลียมไดซีลิไนด์ Cu(In,Ga) Se₂ (CIGS) เพื่อเป็นชั้นดูดกลืนแสงสำหรับประดิษฐ์เซลล์แสงอาทิตย์ประสิทธิภาพสูงที่มีโครงสร้าง (Ni)A1/ZnO(A1)/CdS/CIGS/Mo/SLG ฟิล์มบาง CIGS ถูกเตรียมบนแผ่นรองรับกระจก soda-lime ที่อุณหภูมิคงที่ประมาณ 500°C ได้ความหนาประมาณ 2 ไมโครเมตร โดยเตรียมด้วยวิธีการระเหยร่วมกันจากแหล่งระเหยธาตุทั้งสี่แหล่งในกระบวนการ bi-layer หรือ two-stage process ในการควบคุมกระบวนการปลูกฟิล์ม ได้ใช้เทคนิคการตรวจวัดสัญญาณ ณ เวลาจริง (in situ monitoring) ได้แก่ อุณหภูมิแผ่นรองรับอุณหภูมิของแกรไฟต์ฮีทเตอร์ กำลังไฟฟ้าที่ระบบควบคุมอุณหภูมิจ่ายให้กับแกรไฟต์ฮีทเตอร์ และอุณหภูมิผิวหน้าของฟิล์ม CIGS เพื่อใช้ควบคุมกระบวนการและชี้จุดสิ้นสุด (end point detection, EPD) โปรไฟล์อุณหภูมิที่ใช้ปลูกฟิล์ม CIGS เริ่มต้นจาก Cu-rich stage จะได้ฟิล์มที่มีสัดส่วนอะตอมของ [Cu]/([In]+[Ga]) มากกว่า1 (y>1) แล้วต่อด้วย Cu-poor stage จนกระทั่งได้เนื้อฟิล์มทั้งหมดที่มีค่า y<1 และหยุดกระบวนการปลูกที่ค่า y ≈ 0.9 ในการควบคุมกระบวนการนี้อาศัยการเปลี่ยนแปลงความร้อนของแผ่นรองรับเนื่องจากค่า emissivity ของฟิล์ม CIGS เปลี่ยนในระหว่างการเปลี่ยนจาก Cu-rich ไปเป็น Cu-poor ซึ่งสอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของกำลังไฟฟ้าที่จ่ายให้กับขดลวดฮีทเตอร์เช่นเดียวกัน จึงสามารถใช้สัญญาณเหล่านี้ในการควบคุมกระบวนการปลูกฟิล์ม CIGS ที่ให้สัดส่วนอะตอมที่ต้องการได้เมื่อสิ้นสุดกระบวนการ จากผลการวิเคราะห์ด้วย XRD และ SEM พบว่าฟิล์มมีโครงสร้างเป็นแบบชาลโคไพไรท์จัดเรียงระนาบ (112) ขนานกับระนาบของแผ่นรองรับ มีเกรนเป็นแท่งใหญ่และผิวขรุขระมีรอยแยกลึกจากผิวบน |
| Other Abstract: | In this research, a thin film deposition system for the Cu(In, Ga) Se₂ (CIGS) absorber layers of high efficiency solar cells was designed and constructed. The structure of the CIGS solar cells consists of five different layers of materials, (Ni)A1/ZnO(A1)/CdS/CIGS/Mo/SLG, where the SLG is the soda-lime-glass substrate. The CIGS absorber layers of approximately 2 m thick were co-evaporated from four elemental sources onto the Mo/SLG substrates with constant substrate temperature of about 500°C. The controllable of the two-stage growth process using in situ monitoring signals (substrate temperature, graphite heater temperature, heating output power and temperature of the CIGS surface) was employed for process control and end point detection (EPD). The temperature profiles of the sources for CIGS films deposition was started with the Cu-rich stage, where the atomic ratio of [Cu]/([In]+[Ga]) was greater than 1 (y>1), then followed by the Cu-poor stage until y<1 was reached, and the process was finished at ค่า y ≈ 0.9. In this setup, we use the change in the thermal behavior of the substrate due to the variations in emissivity of CIGS film during the transition of Cu-rich to Cu-poor in the second stage corresponding to the change of power fed into the substrate heater as the control signal. By observing the variation of control signals, the desired final composition of the film can be obtained. XRD and SEM results showed that these films were typically (112) oriented chalcopyrite with large columnar grains and rough surfaces with deep crevices. |
| URI: | http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/57305 |
| Type: | Technical Report |
| Appears in Collections: | Sci - Research Reports |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Chanwit_ch_b17275477.pdf | 5.05 MB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.