2. Fabrication of PV devicesThe sta

2. Fabrication of PV devices
The standard preparation of single crystal p-type CdTe, consists
of lapping the substrates and then polishing with 1-μm alumina,
followed by cleaning in organic solvents and etching in a 5%
bromine-in-methanol solution (Br2:MeOH) for a few minutes. A final
etching step in Br2:MeOH is always preformed to achieve a
shiny and residue-free surface prior to any further surface treatment
or window material deposition. Polishing and subsequently
etching surfaces of various orientations provide the primary source
for CdTe samples (Werthen et al., 1983). The single crystal CdTe
samples are subsequently ready to be used as p-type absorber layer
for any material like CdS/ZnCdS as window layer.
After cleaning the single crystal p-CdTe which is commercially
available with dimension 10 ∗ 10 ∗ 0.5 mm, n-type ZnCdS layer
is grown on the top surface, which serves the function of window
layer. It may be deposited by a number of techniques like vacuum
evaporation, close space sublimation, chemical vapor deposition or radio frequency sputtering. In the present work vacuum evaporation
technique was used. ZnxCd1−xS compositions were prepared
by mixing CdS and ZnS powder (Merck-99.99% pure) with ratios
x = 0 to x = 1, where x is the ratio of the zinc. Then we developed
ZnxCd1−xS thin films of different compositions in vacuum evaporation
plant by using Edward’s coating unit which proved to be good
as widow layer (Zia et al., 2010). The evaporation conditions were
used during present investigations were nearly same for all compositions.
The source current and chamber pressure were kept to be
50–65 amperes and batter than 10−5 Torr respectively. The deposition
rate was 0.4 nm per second, while the substrates remained at
room temperature. The deposited films were nearly 0.3 μm thick
and stable under air atmospheric condition.
The formation of an ohmic contact between a p-type semiconductor
and a metal can only be obtained when the hole affinity
in the semiconductor, χh, is lower than the work function of the
metal, ̸ cm. Otherwise a potential barrier for holes (Schottky barrier)
at the interface results in a high contact resistance. Unfortunately,
there are no metals with a work function higher than the
hole affinity of CdTe, χh = 5.78 eV (Swank, 1967; Gessert, 1996).
Another approach for achieving good back contact is based
on depositing a heavily doped p-type semiconductor interlayer
with a high work function (like ZnTe) on top of CdTe before
metallization. The small valance band offset between ZnTe and
CdTe (0–0.2 eV) (Riovx et al., 1993; Aven and Segall, 1963) leads
to a low potential barrier at the interface and hence an easy hole
transport between layers. ZnTe thin films of few nanometers were
prepared by electron beam evaporation technique. During the deposition of these films the base pressure is less than 10−5 torr
while high tension current and voltage were kept nearly at 12 mA
and 2 kV respectively.
Finally ZnCdS/CdTe/ZnTe single structure is pasted on conducting
silver painted copper strip which acts as back contact. The front
contact is made at the window layer of ZnCdS thin film by applying
silver conducting paint at the points of contact.
2.1. I–V characteristics measurement
Solar cells were characterized by current–voltage (I–V) relation
in dark and under illumination. Current–voltage measurements,
under illumination, were performed at various temperatures i.e,
from 280 to 320 K by using Solar Simulator of type Photo Physics
with 2 atmospheric mass which is normalized to 100 mW cm−2.
Different illumination levels in this study were represented as
1, 2, 3, 4 and 5 means 100, 52, 27.8, 12.8 and 4.1 mW cm−2
respectively. I–V characteristics of a cell are measured with a home
made temperature controlled unit using Peltier effect. This system
consists of stainless steel chamber to hold the sample, K-type
thermocouple, coolant body and solar simulator.
The associated facility is composed of a power supply and a
source meter from where we supply voltage to the sample and
get the current after passing through the cell. The voltage varies
in steps of 0.1 V and corresponding current can be measured by
source meter. All the measurements are performed automatically
at different temperature by varying incident light from solar simulator. From this data we can plot the I–V curves and measure
the fundamental cell parameters (Voc, Jsc, Jm, Vm, ff, Rs, Rsh, η).
The internal and external parameters of a solar cell are usually
evaluated from the experimental J–V curves. The J–V characteristics
of an ideal cell with a single dominant current transport mechanism
can be represented by an expression such as
J = Jo[exp(qV/AkT) − 1] − JL (1)
at least over the range of J values that determine the solar efficiency.
Although the fundamental parameters of the solar cell are JL, Jo,
A, and RS, the usual description is in terms of Voc, Jsc, and ff. These
parameters are useful, intuitive, and easily measured.
Ideal solar cell, derivation of relations among solar efficiency η,
Jo and A shows that how solar efficiency η is affected by parallel
and series resistances. Using global computer numerical solution,
the dependence of Jo and A on illumination intensity and the
variation of η with temperature and illumination level is also
discussed (Fahrenbruch and Bube, 1983).
The standard measurements of current versus voltage, under illumination,
enable one to obtain values for the principal parameters
defining solar cell performance which include short circuit
current density Jsc, open-circuit voltage Voc, fill factor ff, and solar
efficiency η. These measurements may be repeated as a function of
temperature.
The Shockley diode model (Schokley, 1949) is used to find out
the cell’s internal parameters, i.e., shunt and series resistances, Rs
and Rsh, reverse saturation current Jo, ideality factor A, and the light
generated current density, JL. These values are calculated from the
I–V data under illumination. However, the Jo and A values were
also obtained from the dark data.

Kết quả (Việt) 1:

2. chế tạo thiết bị PVViệc chuẩn bị tiêu chuẩn của tinh thể duy nhất kiểu p CdTe, bao gồmbọc lại các chất nền và sau đó đánh bóng với 1-μm nhôm,tiếp theo là làm sạch trong dung môi hữu cơ và khắc trong 5%brôm trong metanol giải pháp (Br2:MeOH) cho một vài phút. Một trận chung kếtKhắc axit bước trong Br2:MeOH luôn luôn preformed để đạt được mộtbề mặt sáng bóng và dư lượng miễn phí trước khi thêm xử lý bề mặthoặc cửa sổ tài liệu lắng đọng. Đánh bóng và sau đóKhắc axit bề mặt của định hướng khác nhau cung cấp nguồn chínhcho CdTe mẫu (Werthen và ctv., 1983). Tinh thể duy nhất CdTemẫu là sau đó sẵn sàng để được sử dụng như kiểu p hấp thụ lớpcho bất kỳ tài liệu như CD/ZnCdS như cửa sổ lớp.Sau khi làm sạch tinh thể duy nhất của p-CdTe đó là thương mạicó sẵn với kích thước 10 ∗ 10 ∗ 0,5 mm, n-loại ZnCdS lớpđược trồng trên bề mặt hàng đầu, phục vụ chức năng của cửa sổlớp. Nó có thể được gửi bằng một số kỹ thuật như máy hútbốc hơi, gần space thăng hoa, hơi hóa học lắng đọng hoặc tần số vô tuyến tạo. Trong hơi nước chân không làm việc hiện tạikỹ thuật được sử dụng. ZnxCd1−xS tác phẩm đã được chuẩn bịbằng cách trộn bột đĩa CD và ZnS (Merck-99.99% tinh khiết) với tỷ lệx = 0 cho x = 1, nơi x là tỷ lệ kẽm. Sau đó chúng tôi phát triểnZnxCd1−xS phim mỏng của các tác phẩm khác nhau trong hơi nước chân khôngtạo lớp phủ thực vật bằng cách sử dụng của Edward đơn vị đó chứng minh là tốtlà quả phụ lớp (Zia và ctv., 2010). Các điều kiện bay hơi đãđược sử dụng trong hiện tại điều tra đã gần như giống nhau cho tất cả tác phẩm.Các nguồn hiện tại và buồng áp suất được giữ được50-65 Ampe và đập hơn 10−5 Torr tương ứng. Sự lắng đọngtỷ lệ là 0.4 nm / giây, trong khi các chất tiếp tục ở lại.nhiệt độ phòng. Những bộ phim gửi đã gần như cách 0.3 μm dàyvà ổn định trong điều kiện khí quyển máy.Sự hình thành của một số liên lạc ohmic giữa một chất bán dẫn kiểu pvà một kim loại có thể chỉ được thu được khi ái lực lỗchất bán dẫn, χh, là thấp hơn chức năng công việc của cáckim loại, ̸ cm. nếu không một trở ngại tiềm năng cho lỗ (Schottky rào cản)giao diện kết quả trong một sức đề kháng cao liên lạc. Thật không may,không có không có kim loại với một chức năng công việc cao hơn cáclỗ mối quan hệ của CdTe, χh = 5.78 eV (Swank, 1967; Gessert, 1996).Một cách tiếp cận để đạt được số liên lạc trở lại tốt dựaNgày gửi một nặng nề sườn p-loại chất bán dẫn đãvới một chức năng công việc cao (như ZnTe) trên đầu trang của CdTe trước khimetallization. Bù đắp ban nhạc nhỏ valance giữa ZnTe vàCdTe (0-0,2 eV) (Riovx et al., 1993; Aven và Segall, 1963) dẫnđể một rào cản tiềm năng thấp tại giao diện và vì thế một lỗ dễ dàngvận chuyển giữa các lớp. ZnTe phim mỏng của vài nanometers đãchuẩn bị bởi kỹ thuật bay hơi chùm điện tử. Trong sự lắng đọng của các bộ phim áp lực cơ sở là ít hơn 10−5 torrtrong khi căng thẳng cao hiện tại và điện áp được giữ gần lúc 12 mAvà 2 kV tương ứng.Cuối cùng ZnCdS/CdTe/ZnTe cấu trúc duy nhất dán trên tiến hànhbạc Sơn Đồng dải có vai trò như số liên lạc trở lại. Phía trướcsố liên lạc được thực hiện ở cửa sổ lớp màng mỏng ZnCdS bằng cách áp dụngbạc tiến hành Sơn tại các điểm khác nhau của số liên lạc.2.1. tôi-V đặc tính đo lườngTế bào năng lượng mặt trời đã được đặc trưng bởi mối quan hệ hiện tại-điện áp (I-V)trong bóng tối và dưới chiếu sáng. Đo đạc hiện tại-điện áp,dưới chiếu sáng, đã được thực hiện tại khác nhau ví dụ như nhiệt độ,từ 280 đến 320 K bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời mô phỏng loại ảnh vật lývới 2 trong khí quyển khối lượng đó bình thường để 100 mW cm−2.Mức độ ánh sáng khác nhau trong nghiên cứu này đã được đại diện như là1, 2, 3, 4 và 5 có nghĩa là 100, 52, 27,8, 12.8 và 4.1 mW cm−2tương ứng. Tôi-V đặc điểm của một tế bào được đo với một ngôi nhàthực hiện đơn vị nhiệt độ kiểm soát bằng cách sử dụng có hiệu lực Peltier. Hệ thống nàyTổng thép không gỉ phòng để giữ mẫu, kiểu KĐộ, nước làm mát cơ thể và năng lượng mặt trời mô phỏng.Các thiết bị liên quan bao gồm một nguồn cung cấp điện và mộtnguồn mét từ nơi mà chúng tôi cung cấp điện áp để mẫu vàcó được hiện nay sau khi đi qua các tế bào. Điện áp khác nhautrong bước 0.1 V và tương ứng hiện tại có thể được đo bằngnguồn mét. Tất cả các phép đo được thực hiện tự độngở nhiệt độ khác nhau bằng cách thay đổi đèn sự cố từ năng lượng mặt trời mô phỏng. Từ dữ liệu này, chúng tôi có thể vẽ các đường cong tôi-V và biện phápCác thông số cơ bản di động (Voc, công ty cổ phần, Jm, Vm, ff, Rs, Rsh, η).Các thông số nội bộ và bên ngoài của một tế bào năng lượng mặt trời là thườngđánh giá từ các đường cong J-V thử nghiệm. Các đặc tính J-Vcủa một tế bào lý tưởng với một cơ chế duy nhất thống trị hiện tại giao thông vận tảicó thể được đại diện bởi một biểu hiện nhưJ = Jo[exp(qV/AkT) − 1] − JL (1)ít hơn các giá trị phạm vi J xác định hiệu quả năng lượng mặt trời.Mặc dù các thông số cơ bản của các tế bào năng lượng mặt trời là JL, Jo,A, và RS, mô tả thông thường là trong điều khoản của Voc, công ty cổ phần và ff. nhữngtham số là hữu ích, trực quan và dễ dàng đo.Lý tưởng các tế bào năng lượng mặt trời, lấy đạo hàm của mối quan hệ giữa năng lượng mặt trời hiệu quả η,Jo và A cho thấy rằng η hiệu quả như thế nào năng lượng mặt trời bị ảnh hưởng bởi song songvà loạt kháng. Bằng cách sử dụng máy tính toàn cầu số giải pháp,sự phụ thuộc của Jo và A vào cường độ chiếu sáng và cácCác biến thể của η với mức độ nhiệt độ và chiếu sáng cũng làthảo luận (Fahrenbruch và Bube, 1983).Các số đo tiêu chuẩn của hiện tại so với điện áp, dưới chiếu sáng,phép một để có được giá trị cho các tham số chínhxác định hiệu suất năng lượng mặt trời cell đó bao gồm chậpmật độ hiện tại công ty cổ phần, mở mạch điện áp Voc, điền vào yếu tố ff, và năng lượng mặt trờihiệu quả η. Các số đo có thể được lặp đi lặp lại như là một chức năng củanhiệt độ.Mô hình diode Shockley (Schokley, 1949) được sử dụng để tìm hiểuthông số nội bộ của tế bào, ví dụ, shunt và loạt kháng, Rsvà Rsh, đảo ngược bão hòa hiện tại Jo, ideality yếu tố A, và ánh sángtạo ra mật độ hiện tại, JL. Những giá trị này được tính từ cácTôi-V các dữ liệu dưới chiếu sáng. Tuy nhiên, các giá trị Jo và A đãcũng thu được từ các dữ liệu tối.

Kết quả (Việt) 2:

2. Chế tạo các thiết bị PV
Việc chuẩn bị tiêu chuẩn của đơn tinh thể loại p CdTe, bao gồm
các vỗ chất nền và sau đó đánh bóng với 1-mm alumina,
tiếp theo là làm sạch trong các dung môi hữu cơ và bản khắc axit 5%
dung dịch brom-in-methanol ( Br2: MeOH) cho một vài phút. Một thức
bước khắc trong Br2: MeOH luôn tạo sẵn để đạt được một
bề mặt sáng bóng và dư lượng-miễn phí trước khi bất kỳ xử lý bề mặt tiếp
hoặc vật liệu cửa sổ lắng đọng. Đánh bóng và sau đó
khắc bề mặt của các định hướng khác nhau cung cấp nguồn chính
cho mẫu CdTe (Werthen et al., 1983). Các CdTe đơn tinh thể
là mẫu sau đó đã sẵn sàng để được sử dụng như p-type lớp hấp thụ
cho bất kỳ tài liệu như CdS / ZnCdS như lớp cửa sổ.
Sau khi làm sạch các đơn tinh thể p-CdTe đó là thương mại
có sẵn với kích thước 10 * 10 * 0,5 mm, n -loại ZnCdS lớp
được trồng trên bề mặt hàng đầu, phục vụ các chức năng của cửa sổ
lớp. Nó có thể được gửi bởi một số kỹ thuật như chân không
bay hơi, gần không gian thăng hoa, lắng đọng hơi hóa học hay phương pháp phún xạ tần số radio. Trong chân không làm việc bốc hơi mặt
kỹ thuật được sử dụng. Tác phẩm ZnxCd1-XS đã được chuẩn bị
bằng cách trộn CdS và ZnS bột (Merck-99,99% nguyên chất) với tỷ lệ
x = 0 đến x = 1, trong đó x là tỉ số của kẽm. Sau đó chúng tôi phát triển
ZnxCd1-XS màng mỏng thành phần khác nhau trong sự bốc hơi chân không
máy bằng cách sử dụng đơn vị lớp phủ của Edward và chứng minh là tốt
như lớp góa phụ (Zia et al, 2010.). Các điều kiện bay hơi đã được
sử dụng trong quá trình điều tra hiện nay là gần như nhau cho tất cả các tác phẩm.
Áp lực hiện tại và buồng nguồn đã giữ được
50-65 ampe và đập hơn 10-5 Torr tương ứng. Sự lắng đọng
tỷ lệ này là 0,4 nm mỗi giây, trong khi chất vẫn duy trì ở
nhiệt độ phòng. Các bộ phim đọng là gần 0,3 mm dày
và ổn định trong điều kiện không khí không khí.
Sự hình thành của một liên hệ giữa ohmic một p-loại chất bán dẫn
và một kim loại chỉ có thể đạt được khi các mối quan hệ lỗ
trong bán dẫn, χh, thấp hơn so với các chức năng làm việc của
kim loại, ̸ cm. Nếu không một rào cản tiềm năng cho các lỗ hổng (Schottky rào)
tại các giao diện kết quả trong một điện trở tiếp xúc cao. Thật không may,
không có kim loại với một chức năng làm việc cao hơn so với các
mối quan hệ lỗ của CdTe, χh = 5.78 eV (Swank, 1967; Gessert, 1996).
Một cách tiếp cận để đạt được liên lạc lại tốt là dựa
trên lắng một nhiều pha tạp loại p bán dẫn xen
với một chức năng làm việc cao (như ZnTe) trên đầu trang của CdTe trước khi
kim loại hóa. Các ban nhạc đường viền bằng vải nhỏ bù đắp giữa ZnTe và
CdTe (0-0,2 eV) (Riovx et al, 1993;. Aven và Segall, 1963) dẫn
đến một rào cản tiềm năng thấp tại giao diện và do đó một lỗ dễ dàng
vận chuyển giữa các tầng. ZnTe màng mỏng vài nanomet đã được
chuẩn bị bởi các kỹ thuật bay hơi chùm electron. Trong sự lắng đọng của những bộ phim này áp lực cơ sở nhỏ hơn 10-5 torr
khi căng thẳng cao hiện tại và điện áp được giữ gần như tại 12 mA
và 2 kV tương ứng.
Cuối cùng ZnCdS / CdTe / ZnTe cấu trúc đơn được dán trên tiến hành
sơn bạc dải đồng mà hoạt động xúc khi trở lại. Mặt trước
liên lạc được thực hiện tại các lớp cửa sổ của ZnCdS phim mỏng bằng cách áp dụng
sơn bạc tiến hành tại các điểm tiếp xúc.
2.1. Đặc điểm I-V đo
tế bào năng lượng mặt trời đã được đặc trưng bởi hiện tại áp (I-V) quan hệ
trong bóng tối và dưới ánh sáng. Đo điện áp hiện tại,
dưới ánh sáng, được thực hiện ở nhiệt độ khác nhau ví dụ,
280-320 K bằng cách sử dụng năng lượng mặt trời Simulator của loại hình ảnh vật lý
với 2 khối không khí đó là bình thường đến 100 mW cm-2.
mức độ chiếu sáng khác nhau trong nghiên cứu này đã được đại diện là
1, 2, 3, 4 và 5 có nghĩa là 100, 52, 27,8, 12,8 và 4,1 mW cm-2
tương ứng. I-V đặc điểm của một tế bào được đo với một nhà
làm nhiệt độ kiểm soát đơn vị sử dụng hiệu ứng Peltier. Hệ thống này
bao gồm buồng thép không gỉ để giữ mẫu, K-loại
cặp nhiệt, làm mát cơ thể và mô phỏng năng lượng mặt trời.
Các cơ sở có liên quan bao gồm một nguồn điện và một
nguồn mét từ nơi mà chúng tôi cung cấp điện áp cho các mẫu và
có được hiện nay sau khi đi thông qua các tế bào. Các điện áp thay đổi
trong các bước của 0,1 V và tương ứng hiện tại có thể được đo bằng
nguồn mét. Tất cả các phép đo được thực hiện tự động
ở nhiệt độ khác nhau bằng cách thay đổi ánh sáng tới từ mô phỏng năng lượng mặt trời. Từ dữ liệu này, chúng ta có thể vẽ các đường cong I-V và đo
các thông số di động cơ bản (Voc, Jsc, Jm, Vm, ff, Rs, Rsh η,).
Các thông số bên trong và bên ngoài của một tế bào năng lượng mặt trời thường được
đánh giá từ các thí nghiệm J-V đường cong. Các đặc điểm J-V
của một tế bào lý tưởng với một cơ chế vận chuyển hiện tại chi phối duy nhất
có thể được đại diện bởi một biểu thức như
J = Jo [exp (QV / Akt) - 1] - JL (1)
ít nhất là trong phạm vi giá trị J mà xác định hiệu quả năng lượng mặt trời.
Mặc dù các thông số cơ bản của các tế bào năng lượng mặt trời là JL, Jo,
A, và RS, mô tả thông thường là trong các điều khoản của Voc, Jsc, và ff. Những
thông số này là hữu ích, trực quan và dễ dàng đo.
tế bào năng lượng mặt trời lý tưởng, nguồn gốc của mối quan hệ giữa hiệu quả năng lượng mặt trời η,
Jo và A cho thấy rằng làm thế nào năng lượng mặt trời hiệu quả η bị ảnh hưởng bởi song song
kháng và series. Sử dụng giải pháp toàn cầu máy tính số,
sự phụ thuộc của Jo và A vào cường độ chiếu sáng và các
biến thể của η với nhiệt độ và độ chiếu sáng cũng được
thảo luận (Fahrenbruch và Bube, 1983).
Các phép đo tiêu chuẩn hiện tại so với điện áp, dưới ánh sáng,
cho phép con người được các giá trị cho các thông số chính
xác hiệu suất pin mặt trời bao gồm ngắn mạch
mật độ dòng Jsc, mở mạch điện áp Voc, điền ff yếu tố, và năng lượng mặt trời
hiệu quả η. Những phép đo này có thể được lặp đi lặp lại như một hàm của
nhiệt độ.
Các Shockley mô hình diode (Schokley, 1949) được sử dụng để tìm ra
các tế bào nội bộ thông số, tức là, shunt và loạt điện trở, Rs
và Rsh, đảo ngược bão hòa hiện nay Jo, lý tưởng tố A, và ánh sáng
được tạo ra mật độ dòng, JL. Những giá trị này được tính toán từ các
dữ liệu I-V dưới ánh sáng. Tuy nhiên, Jo và A giá trị được
cũng thu được từ các dữ liệu tối.