في الآونة الأخيرة، ارتفعت أسعار النفط العالمية بشكل حاد وحظيت صناعة الطاقة المتجددة المتمثلة في توليد الطاقة الشمسية الكهروضوئية باهتمام واسع النطاق. باعتبارها العنصر الأساسي لتوليد الطاقة الكهروضوئية، فإن آفاق التنمية والقيم السوقية للخلايا الشمسية الكهروضوئية هي محور الاهتمام. وفي سوق البطاريات العالمية، تمثل الخلايا الكهروضوئية حوالي 27%[1]. يلعب المجهر الإلكتروني الماسح دورًا كبيرًا في تعزيز عملية الإنتاج والأبحاث المتعلقة بالخلايا الكهروضوئية.
الخلية الكهروضوئية عبارة عن طبقة رقيقة من أشباه الموصلات الإلكترونية الضوئية التي تحول الطاقة الشمسية مباشرة إلى طاقة كهربائية. الخلايا الكهروضوئية الحالية المنتجة بكميات كبيرة هي في الأساس خلايا سيليكون، والتي تنقسم إلى خلايا سيليكون أحادية البلورة، وخلايا سيليكون متعددة البلورات، وخلايا سيليكون غير متبلورة.
طرق التركيب السطحي لتعزيز كفاءة الخلايا الشمسية
في عملية الإنتاج الفعلية للخلايا الكهروضوئية، من أجل زيادة تحسين كفاءة تحويل الطاقة، عادة ما يتم عمل هيكل خاص على سطح الخلية، وتسمى هذه الخلايا بالخلايا "غير العاكسة". على وجه التحديد، يعمل الهيكل المحكم على سطح هذه الخلايا الشمسية على تحسين امتصاص الضوء عن طريق زيادة عدد انعكاسات الضوء المشعع على سطح رقاقة السيليكون، مما لا يقلل من انعكاس السطح فحسب، بل يخلق أيضًا مصائد ضوئية بالداخل. الخلية، وبالتالي زيادة كبيرة في كفاءة تحويل الخلايا الشمسية، وهو أمر مهم لتحسين الكفاءة وتقليل تكلفة خلايا السيليكون الكهروضوئية الموجودة[2].
مقارنة السطح المسطح وسطح هيكل الهرم
بالمقارنة مع السطح المستوي، فإن رقاقة السيليكون ذات البنية الهرمية لديها احتمالية أكبر لأن الضوء المنعكس من الضوء الساقط سيعمل مرة أخرى على سطح الرقاقة بدلاً من الانعكاس مباشرة مرة أخرى في الهواء، وبالتالي زيادة عدد الضوء المتناثر وينعكس على سطح الهيكل، مما يسمح بامتصاص المزيد من الفوتونات وتوفير المزيد من أزواج ثقب الإلكترون.
مسارات الضوء لزوايا سقوط الضوء المختلفة التي تضرب هيكل الهرم
تشمل الطرق الشائعة الاستخدام لتركيب السطح النقش الكيميائي، والحفر الأيوني التفاعلي، والطباعة الحجرية الضوئية، والحز الميكانيكي. من بينها، تُستخدم طريقة النقش الكيميائي على نطاق واسع في الصناعة بسبب تكلفتها المنخفضة وإنتاجيتها العالية وطريقة بسيطة [3] . بالنسبة للخلايا الكهروضوئية أحادية البلورية من السيليكون، عادةً ما يتم استخدام النقش متباين الخواص الناتج عن المحلول القلوي على طبقات بلورية مختلفة من السيليكون البلوري لتشكيل بنية مشابهة لتكوين "الهرم" وهو نتيجة تباين المحلول القلوي على طبقات بلورية مختلفة من السيليكون البلوري. يحدث تكوين هيكل الهرم نتيجة لتفاعل القلويات مع السيليكون متباين الخواص [4] . في تركيز معين من المحلول القلوي، يكون معدل تفاعل OH- مع سطح Si(100) أعلى عدة مرات أو حتى اثنتي عشرة مرة من سطح Si(111)، وهذا هو الفرق في معدل التفاعل مما يؤدي إلى تكوين هيكل الهرم.
تساعد المجاهر الإلكترونية الماسحة في تحسين جودة الخلايا الشمسية
في عملية النقش الكيميائي، سيؤثر تركيز محلول النقش ودرجة الحرارة ووقت التفاعل وعوامل أخرى على إعداد سطح الصوف لخلية بلورية السيليكون، مما يؤدي إلى انعكاسات مختلفة. باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح بفتيل التنجستن CIQTEK SEM3100، يمكن ملاحظة حجم المنطقة المحفورة والبنية الهرمية السطحية بشكل فعال أثناء عملية التصنيع.
بفضل مزايا حجرة العينات ذات السعة الكبيرة للمجهر الإلكتروني CIQTEK SEM3100، يمكن للمستخدمين وضع عينات يصل قطرها إلى 370 مم دون قطع، ويمكن إمالة مرحلة العينة المؤتمتة بالكامل ذات المحاور الخمسة على المجهر الإلكتروني من -10 درجة إلى 75 درجة. °، مما يتيح مراقبة متعددة الزوايا لمواقع مختلفة للعينة.
طاولة العينة مائلة بزاوية 45 درجة
طاولة العينة مائلة بزاوية 30 درجة
عينة وضعت أفقيا
يتم استخدام جهد التسارع المنخفض الذي يبلغ 3 ~ 5 كيلو فولت لمراقبة الهيكل الهرمي السطحي للخلايا الكهروضوئية في المجهر الإلكتروني SEM3100، والذي يمكن أن يقلل من عمق اختراق شعاع الإلكترون على سطح العينة ويجعل تفاصيل السطح المرصودة أكثر ثراءً، ويميز السطح بشكل أفضل العيوب وشكل الهيكل، وبالتالي مساعدة المستخدمين على مقارنة وتحليل عمليات إنتاج المخمل المختلفة.
وفقًا لأبحاث GIR (Global Info Research)، ستبلغ إيرادات معدات الخلايا الشمسية (PV) العالمية حوالي 44.7 مليار دولار في عام 2021 ومن المتوقع أن تصل إلى حجم 55.57 مليار دولار في عام 2028. ومن بين أنواع المنتجات، سيستمر السيليكون أحادي البلورية في احتلال مكانة كبيرة. موقف مهم. باعتباره أداة قوية للتحليل المجهري، سيكون CIQTEK SEM3100 أداة قوية لتعزيز عملية إنتاج الخلايا الكهروضوئية والأبحاث ذات الصلة.
مراجع:
[1] وو جيجي وآخرون. أبحاث وتوقعات صناعة البطاريات [J]. الكيمياء الحديثة، 2017، 37(9):5.
[2] لي جيايوان. دراسة سطح صوف الخلايا الشمسية [D]. جامعة داليان للتكنولوجيا، 2009.
[3] لي إتش إل، تشاو إل، دياو إتش دبليو، وآخرون. تحليل العوامل المؤثرة على بنية الهرم في إنتاج تدفق السيليكون أحادي البلورة [J]. مجلة البلورات الاصطناعية، 2010، 39(4):5.
[4] نيشيموتو واي، نامبا ك. دراسة تركيب خلايا السيليكون الشمسية البلورية بمحلول كربونات الصوديوم [J]. مواد الطاقة الشمسية والخلايا الشمسية، 2000، 61(4):393-402.
CIQTEK SEM5000 هو مجهر إلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية يتمتع بقدرة تصوير وتحليل عالية الدقة، مدعوم بوظائف وفيرة، ويستفيد من تصميم عمود البصريات الإلكترونية المتقدم، مع تقنية نفق شعاع الإلكترون عالي الضغط (SuperTunnel)، وانحراف منخفض، وعدم الغمر عدسة موضوعية، تحقق تصويرًا عالي الدقة بجهد منخفض، ويمكن أيضًا تحليل العينة المغناطيسية. من خلال التنقل البصري، والوظائف الآلية، وواجهة المستخدم التفاعلية بين الإنسان والكمبيوتر المصممة بعناية، وعملية التشغيل والاستخدام المُحسّنة، بغض النظر عما إذا كنت خبيرًا أم لا، يمكنك البدء بسرعة وإكمال أعمال التصوير والتحليل عالية الدقة.
يتعلم أكثرCIQTEK SEM5000 هو مجهر إلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية يتمتع بقدرة تصوير وتحليل عالية الدقة، مدعوم بوظائف وفيرة، ويستفيد من تصميم عمود البصريات الإلكترونية المتقدم، مع تقنية نفق شعاع الإلكترون عالي الضغط (SuperTunnel)، وانحراف منخفض، وعدم الغمر عدسة موضوعية، تحقق تصويرًا عالي الدقة بجهد منخفض، ويمكن أيضًا تحليل العينة المغناطيسية. من خلال التنقل البصري، والوظائف الآلية، وواجهة المستخدم التفاعلية بين الإنسان والكمبيوتر المصممة بعناية، وعملية التشغيل والاستخدام المُحسّنة، بغض النظر عما إذا كنت خبيرًا أم لا، يمكنك البدء بسرعة وإكمال أعمال التصوير والتحليل عالية الدقة.
يتعلم أكثرCIQTEK SEM4000 هو مجهر إلكتروني تحليلي لمسح انبعاث المجال الحراري ومجهز بمسدس شوتكي الإلكتروني عالي السطوع وطويل العمر. يتميز تصميم العدسة المغناطيسية ثلاثي المراحل، مع تيار شعاع كبير وقابل للتعديل باستمرار، بمزايا واضحة في EDS، وEBSD، وWDS، وغيرها من التطبيقات. دعم وضع فراغ منخفض، يمكن أن تلاحظ مباشرة موصلية العينات الضعيفة أو غير الموصلة. يعمل وضع التنقل البصري القياسي، بالإضافة إلى واجهة التشغيل البديهية، على تسهيل عمل التحليل.
يتعلم أكثرCIQTEK SEM4000 هو مجهر إلكتروني تحليلي لمسح انبعاث المجال الحراري ومجهز بمسدس شوتكي الإلكتروني عالي السطوع وطويل العمر. يتميز تصميم العدسة المغناطيسية ثلاثي المراحل، مع تيار شعاع كبير وقابل للتعديل باستمرار، بمزايا واضحة في EDS، وEBSD، وWDS، وغيرها من التطبيقات. دعم وضع فراغ منخفض، يمكن أن تلاحظ مباشرة موصلية العينات الضعيفة أو غير الموصلة. يعمل وضع التنقل البصري القياسي، بالإضافة إلى واجهة التشغيل البديهية، على تسهيل عمل التحليل.
يتعلم أكثرCIQTEK SEM3200 هو مجهر إلكتروني ماسح بخيوط التنغستن عالي الأداء. تتمتع بقدرات جودة تصوير ممتازة في كل من أوضاع الفراغ العالية والمنخفضة. كما أن لديها عمقًا كبيرًا في المجال مع بيئة سهلة الاستخدام لتوصيف العينات. علاوة على ذلك، تساعد قابلية التوسع الغنية المستخدمين على استكشاف عالم التصوير المجهري.
يتعلم أكثرCIQTEK DB500 هو مجهر إلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية مع عمود شعاع أيوني مركّز لتحليل النانو وإعداد العينات، والذي يتم تطبيقه باستخدام تقنية "SuperTunnel"، وانحراف منخفض، وتصميم عدسة موضوعية خالية من المغناطيسية، مع جهد منخفض ودقة عالية. القدرة التي تضمن قدرتها التحليلية على نطاق النانو. يسهل العمود الأيوني مصدر أيون المعدن السائل Ga+ مع شعاع أيوني مستقر للغاية وعالي الجودة لضمان القدرة على التصنيع النانوي. تم تجهيز DB500 بمعالج نانو متكامل، ونظام حقن غاز، وآلية كهربائية مضادة للتلوث للعدسة الشيئية، و24 منفذ توسيع، مما يجعلها منصة شاملة للتحليل النانوي والتصنيع مع تكوينات شاملة وقابلية للتوسيع.
يتعلم أكثرCIQTEK SEM5000X هو مجهر إلكتروني لمسح الانبعاثات الميدانية عالي الدقة (FE-SEM) بدقة مذهلة تبلغ 0.6 نانومتر عند 15 كيلو فولت و1.0 نانومتر عند 1 كيلو فولت. من خلال الاستفادة من عملية هندسة الأعمدة التي تمت ترقيتها، وتقنية "SuperTunnel"، وتصميم العدسات الشيئية عالية الدقة، يمكن لـ SEM5000X تحقيق المزيد من التحسينات في دقة التصوير ذات الجهد المنخفض. تمتد منافذ حجرة العينات إلى 16 منفذًا، ويدعم قفل تحميل تبادل العينات ما يصل إلى 8 بوصات من حجم الرقاقة (القطر الأقصى 208 مم)، مما يؤدي إلى توسيع التطبيقات بشكل كبير. تغطية. توفر أوضاع المسح المتقدمة والوظائف الآلية المحسنة أداءً أقوى وتجربة أكثر تحسينًا.
يتعلم أكثرCIQTEK SEM4000Pro هو مجهر إلكتروني تحليلي لمسح انبعاث المجال ومجهز بمسدس شوتكي الإلكتروني عالي السطوع وطويل العمر. بفضل تصميم عمود البصريات الإلكترونية المكثف ثلاثي المراحل لتيارات الشعاع التي تصل إلى 200 nA، يوفر SEM4000Pro مزايا في EDS وEBSD وWDS والتطبيقات التحليلية الأخرى. يدعم النظام وضع التفريغ المنخفض بالإضافة إلى كاشف إلكترون ثانوي منخفض التفريغ عالي الأداء وكاشف الإلكترونات المرتدة القابلة للسحب، والذي يمكن أن يساعد بشكل مباشر في ملاحظة العينات ذات التوصيل السيئ أو حتى غير الموصلة. يعمل وضع التنقل البصري القياسي وواجهة تشغيل المستخدم البديهية على تسهيل عمل التحليل.
يتعلم أكثر