太陽能電池減薄中酸性溴溶液的化學(xué)處理的研究

大家好，小科來為大家解答以上問題。太陽能電池減薄中酸性溴溶液的化學(xué)處理的研究這個很多人還不知道，現(xiàn)在讓我們一起來看看吧！

1、摘要

2、本文介紹了一種在沃林科納通過化學(xué)蝕刻減小吸收體厚度的方法。

3、我們用HBr/Br/Br2/H2O刻蝕法制備了厚度在2.7-0.5微米之間的氯化石墨，并用石墨爐原子吸收光譜法測定了氯化石墨的溶解動力學(xué)速率。

4、x射線光電子能譜分析表明，用酸性溴溶液處理表面的蝕刻過程提供了受控的化學(xué)減薄過程，這使得具有幾乎平坦的表面和非常低的表面Se0成為可能。

5、實驗細(xì)節(jié)

6、蝕刻條件：本文中氫溴酸溴水的配方為0.25摩爾L10.02摩爾L1，超純?nèi)ルx子水。

7、溶解過程在200.5下使用40轉(zhuǎn)/分的垂直旋轉(zhuǎn)圓盤系統(tǒng)進(jìn)行。

8、蝕刻后，樣品在去離子水中洗滌，用氮氣干燥，并在XPS實驗期間保持在受控條件下。

9、蝕刻液分析：蝕刻過程中，用校準(zhǔn)移液管抽取少量溶液樣品，立即更換等量的新蝕刻液。

10、石墨爐原子吸收光譜儀用于測量萃取樣品組中各溶解階段的溶解產(chǎn)物量。

11、注：在這項工作中，每個樣品都配有鎵和銅。

12、XPS:表面分析前，樣品在高純度去離子水中(18 m cm)仔細(xì)清洗，并在N2通量下干燥。

13、XPS表面化學(xué)分析在熱電子K-譜儀中使用單色Al-K射線源(1486.6eV)。

14、補償可以用來克服玻璃基板引起的充電效應(yīng)。

15、實驗結(jié)果和討論

16、如圖1所示，我們證明了對于每種元素，溶解產(chǎn)物的濃度隨著浸泡時間線性增加，直到整個CIGSe層在溶解時達(dá)到穩(wěn)態(tài)值。

17、每個元素的飽和時間是相同的，因此它取決于樣品轉(zhuǎn)速、初始CIGSe厚度、溴濃度和浴溫。

18、從圖1中，我們可以看到在7分鐘左右總是可以感覺到細(xì)微的變化。然而，在第一近似中，我們可以假設(shè)溶解過程的蝕刻速率是恒定的。

19、基于在15.7分鐘完全溶解的假設(shè)，我們可以確定在本工作所用的實驗條件下恒定速率為0.17微米分鐘1。

20、因此，我們可以確定蝕刻CIGSe厚度估計與蝕刻持續(xù)時間成正比。

21、許多實驗結(jié)果表明，非常穩(wěn)定的蝕刻過程與溴在酸性介質(zhì)中的氧化特性有關(guān)。

22、溶解的線性特性使得一旦設(shè)置了槽工程(Br2濃度、溫度、流體動力學(xué)條件)，就可以使用可重復(fù)的蝕刻速率。

23、此外，在蝕刻的第一階段實現(xiàn)了初始粗糙度的降低。

24、酸性介質(zhì)中的觀測結(jié)果與中性介質(zhì)中的觀測結(jié)果相似，表明獨特的水平效應(yīng)控制了非常粗糙的初始CIGSe表面的可重復(fù)展平。

25、通過降低粗糙度，也可以減少界面復(fù)合。

26、對溶解各步驟表面化學(xué)的XPS研究表明，酸性溴制劑幾乎在整個蝕刻過程中都保持了比表面積。

27、事實上，在短暫的初始階段后，無論溶解的吸收劑的厚度如何，我們都可以認(rèn)為蝕刻留下了非常穩(wěn)定的酸性介質(zhì)的表面化學(xué)特性。

28、這一特性對于化學(xué)工程來說至關(guān)重要。

29、除了最初涉及幾十納米的蝕刻步驟之外，我們說銦、銅、鎵和硒的能量再分布是非?？稍佻F(xiàn)的，如圖1中收集的歸一化光譜所證明的。

30、結(jié)論

31、本文證明酸性溴溶液適用于氯化石墨的濕法化學(xué)稀釋。

32、由于直接蝕刻產(chǎn)物的滴定，我們證明蝕刻機理是恒定的，并很快達(dá)到其靜態(tài)。

33、通過控制流體動力學(xué)條件，可以精確地估計蝕刻速率，同時允許厚度溶解的定量預(yù)測。

34、在實現(xiàn)和測試超薄(500納米)CIGSe太陽能電池的框架內(nèi)，我們建立了一種可重復(fù)的方法，通過化學(xué)蝕刻來減少吸收器厚度。

35、此外，通過連續(xù)XPS分析，我們證明得到的表面組成是恒定的，這與動力學(xué)的準(zhǔn)恒定特性是一致的。

36、這些結(jié)果表明，光伏器件的以下過程發(fā)生在恒定的化學(xué)成分中。

37、綜上所述，酸性溴溶液提供了良好的化學(xué)稀釋工藝，適用于CBD硫化鎘沉積前的氰化鉀處理。

38、我們在酸性介質(zhì)中的方法有助于制造超薄和納米結(jié)構(gòu)的CIGSe太陽能電池。

39、支票。

本文到此結(jié)束，希望對大家有所幫助。