Silicon nitride sa mga solar cells

Ang teknolohiyang solar cell ay isang pundasyon ng nababagong sektor ng enerhiya, at ang pagpapabuti ng kahusayan at pagiging maaasahan ng mga solar cells ay palaging isang sentral na pokus sa pananaliksik. Kabilang sa maraming mga materyales, Silicon nitride ( Silicon nitride ceramic ) gumaganap ng isang mahalagang papel sa pagmamanupaktura ng solar cell dahil sa natatanging pisikal at kemikal na katangian.

Silicon nitride: Isang multifunctional coating

Ang Silicon Nitride (SINX) ay karaniwang inilalapat bilang isang manipis na pelikula sa ibabaw ng mga solar cells, kung saan nagsasagawa ito ng maraming mga pag -andar. Ang pangunahing papel nito ay bilang isang Anti-pagmuni-muni na patong (Arko). Kapag ang sikat ng araw ay tumama sa ibabaw ng isang silikon na wafer, ang isang malaking bahagi nito ay makikita dahil sa pagkakaiba sa refractive index, na humahantong sa mas kaunting mga photon na pumapasok sa cell. Ang isang pelikulang silikon nitride ay may isang refractive index na nasa pagitan ng hangin at silikon. Sa pamamagitan ng tumpak na pagkontrol sa kapal nito, ang pelikula ay maaaring gumamit ng panghihimasok ng ilaw upang makabuluhang bawasan ang pagmuni -muni, na nagpapahintulot sa higit pang mga photon na mahihigop ng cell at sa gayon ay pinatataas ang kahusayan ng solar cell.

Bilang karagdagan, ang pelikulang Silicon Nitride ay nagsisilbi ring a Layer ng Passivation . Sa ibabaw at mga gilid ng silikon na wafer, maraming mga nakalawit na bono at mga depekto. Ang mga depekto na ito ay kumikilos bilang mga sentro ng recombination para sa mga carrier (electron at hole), na nagiging sanhi ng mga carrier na maaaring nakolekta upang mag -recombine bago maabot ang mga electrodes. Pinapababa nito ang open-circuit boltahe ng cell at punan ang kadahilanan. Ang pelikulang silikon nitride ay epektibong sumasaklaw at "passivates" ang mga depekto sa ibabaw na ito, binabawasan ang recombination ng carrier at pagpapabuti ng pagganap ng cell. Ang epekto ng passivation na ito ay mahalaga para sa pagpapahusay ng pangmatagalang katatagan at pagiging maaasahan ng mga cell.

Pag -aalis ng teknolohiya para sa silikon nitride

Sa produksiyon ng solar cell, ang film na silikon nitride ay karaniwang inihanda gamit ang Ang pag-aalis ng singaw ng kemikal na nagpapahusay ng plasma (Pecvd). Ang pamamaraan na ito ay gumagamit ng plasma upang mabulok ang mga gas na naglalaman ng silikon at nitrogen (tulad ng silane, SIH4, at ammonia, NH3) sa medyo mababang temperatura (karaniwang nasa ibaba ng 450 ° C), na pagkatapos ay magdeposito sa ibabaw ng silikon na wafer upang makabuo ng isang siksik na silikon na nitride film. Ang PECVD ay naging pangunahing pagpipilian sa industriya ng photovoltaic dahil sa mataas na rate ng pag-aalis, mahusay na kalidad ng pelikula, at medyo mababang mga kinakailangan sa temperatura.

Silicon nitride ceramic : Higit pa sa isang pelikula

Habang ang pangunahing aplikasyon ng silikon nitride sa mga solar cells ay nasa manipis na form ng pelikula, nito Silicon nitride ceramic Kapansin -pansin din ang form. Bilang isang advanced na istruktura na ceramic, ang silikon nitride ceramic ay kilala sa mataas na tigas, mahusay na thermal stabil, mababang thermal expansion coefficient, at mahusay na pagkakabukod ng elektrikal. Bagaman hindi ito ginagamit nang direkta sa aktibong lugar ng mga solar cells, sa mga kagamitan sa paggawa ng photovoltaic at mga kaugnay na sangkap-tulad ng mga fixtures o mga bahagi na ginagamit para sa mga proseso ng mataas na temperatura-Silicon nitride ceramic ay maaaring magamit ang natatanging mga thermal at pagsusuot ng mga kalamangan sa paglaban upang suportahan ang mahusay at matatag na mga linya ng produksyon ng solar cell.

Hinaharap na pananaw

Habang ang teknolohiya ng photovoltaic ay patuloy na sumusulong, ang mga hinihingi para sa anti-reflection at passivation effects ay tumataas din. Ang hinaharap na pananaliksik ay maaaring kasangkot sa pagbuo ng mas mahusay na mga proseso ng pag-aalis ng silikon nitride at paggalugad ng mas kumplikadong mga istruktura ng film na silikon na nitride, tulad ng mga multi-layer na anti-reflection coatings o doped silikon nitride films, upang higit na ma-optimize ang pagganap ng solar cell. Bilang karagdagan, ang pagsasama -sama ng silikon nitride sa iba pang mga advanced na materyales upang balansehin ang kahusayan ng cell at gastos ay magiging isang mahalagang paksa ng pananaliksik.

Sa buod, ang silikon nitride ay isang kailangang -kailangan na pangunahing materyal sa mga modernong silikon solar cells. Mula sa mikroskopikong manipis na pag-andar ng pelikula sa anti-pagmuni-muni at passivation hanggang sa potensyal na mas malawak na aplikasyon ng Silicon nitride ceramic Sa paggawa ng kagamitan, ang pamilyang Silicon Nitride ay nagbibigay ng isang matatag na pundasyon para sa mahusay na pag -unlad ng industriya ng photovoltaic.