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.
تحليلي شوتكي مجهر مسح الانبعاث الميداني الإلكتروني (FESEM) سيكتيك SEM4000Pro هو نموذج مجهر مسح إلكتروني تحليلي FE-SEM مزود بمدفع إلكترونات شوتكي عالي السطوع وطويل العمر. يوفر تصميم عدساته الكهرومغناطيسية ثلاثية المراحل مزايا كبيرة في التطبيقات التحليلية مثل EDS/EDX، وEBSD، وWDS، وغيرها. يأتي النموذج قياسيًا مع وضع الفراغ المنخفض وكاشف إلكترونات ثانوي عالي الأداء ومنخفض الفراغ، بالإضافة إلى كاشف إلكترونات مرتد قابل للسحب، مما يُسهّل رصد العينات ضعيفة التوصيل أو غير الموصلة.
يتعلم أكثرمستقرة، متعددة الاستخدامات، مرنة، وفعالة ال سيكتيك SEM4000X هو مستقر ومتعدد الاستخدامات ومرن وفعال مجهر مسح إلكتروني بالانبعاث الميداني (FE-SEM) تبلغ دقة هذا الجهاز 1.9 نانومتر عند 1.0 كيلو فولت، ويتغلب بسهولة على تحديات التصوير عالي الدقة لمختلف أنواع العينات. ويمكن ترقيته بوضع إبطاء الشعاع الفائق لتحسين دقة الجهد المنخفض بشكل أكبر. يستخدم المجهر تقنية الكواشف المتعددة، مع كاشف إلكترون عمودي (UD) قادر على اكتشاف إشارات SE وBSE مع توفير أداء عالي الدقة. يتضمن كاشف الإلكترونات المثبت على الحجرة (LD) أنبوبي وميض بلوري ومضاعف ضوئي، مما يوفر حساسية وكفاءة أعلى، وينتج صورًا مجسمة بجودة ممتازة. واجهة المستخدم الرسومية سهلة الاستخدام، وتتميز بوظائف أتمتة مثل السطوع والتباين التلقائي، والتركيز التلقائي، والتشويش التلقائي، والمحاذاة التلقائية، مما يسمح بالتقاط صور فائقة الدقة بسرعة.
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 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 أكثرمستقرة، متعددة الاستخدامات، مرنة، وفعالة ال سيكتيك SEM4000X هو مستقر ومتعدد الاستخدامات ومرن وفعال مجهر مسح إلكتروني بالانبعاث الميداني (FE-SEM) تبلغ دقة هذا الجهاز 1.9 نانومتر عند 1.0 كيلو فولت، ويتغلب بسهولة على تحديات التصوير عالي الدقة لمختلف أنواع العينات. ويمكن ترقيته بوضع إبطاء الشعاع الفائق لتحسين دقة الجهد المنخفض بشكل أكبر. يستخدم المجهر تقنية الكواشف المتعددة، مع كاشف إلكترون عمودي (UD) قادر على اكتشاف إشارات SE وBSE مع توفير أداء عالي الدقة. يتضمن كاشف الإلكترونات المثبت على الحجرة (LD) أنبوبي وميض بلوري ومضاعف ضوئي، مما يوفر حساسية وكفاءة أعلى، وينتج صورًا مجسمة بجودة ممتازة. واجهة المستخدم الرسومية سهلة الاستخدام، وتتميز بوظائف أتمتة مثل السطوع والتباين التلقائي، والتركيز التلقائي، والتشويش التلقائي، والمحاذاة التلقائية، مما يسمح بالتقاط صور فائقة الدقة بسرعة.
يتعلم أكثرخيوط التنغستن عالية الأداء وعالمية SEM مجهر ال مجهر المسح الإلكتروني CIQTEK SEM3200 مجهر مسح إلكتروني (SEM) متعدد الأغراض ممتاز مصنوع من خيوط التنغستن، يتميز بقدرات إجمالية فائقة. يضمن تصميمه الفريد المزود بمدفع إلكتروني ثنائي الأنود دقة عالية، ويُحسّن نسبة الإشارة إلى الضوضاء في الصورة عند جهد إثارة منخفض. علاوة على ذلك، يوفر مجموعة واسعة من الملحقات الاختيارية، مما يجعل SEM3200 جهازًا تحليليًا متعدد الاستخدامات وسهل الاستخدام.
يتعلم أكثرمجهر مسح إلكتروني عالي الدقة بانبعاث المجال (FESEM) ال سيكتيك SEM5000X مجهر FESEM فائق الدقة بتصميم عمود بصري إلكتروني مُحسّن، يُقلل الانحرافات الكلية بنسبة 30%، محققًا دقة فائقة تبلغ 0.6 نانومتر عند 15 كيلو فولت و1.0 نانومتر عند 1 كيلو فولت. دقته العالية واستقراره يجعله مفيدًا في أبحاث المواد النانوية الهيكلية المتقدمة، بالإضافة إلى تطوير وتصنيع رقائق الدوائر المتكاملة شبه الموصلة عالية التقنية.
يتعلم أكثردقة عالية تحت إثارة منخفضة ال سيكتيك SEM5000Pro هو شوتكي عالي الدقة مجهر مسح إلكتروني بالانبعاث الميداني (FE-SEM) متخصصون في الدقة العالية حتى في ظل جهد إثارة منخفض. استخدام تقنية بصريات إلكترونية متطورة "النفق الفائق" يُسهّل مسار شعاع خالٍ من التداخل، وتصميم عدسة مُركّبة كهروستاتيكية-كهرومغناطيسية. تعمل هذه التطورات على تقليل تأثير الشحن المكاني، وتقليل انحرافات العدسات، وتعزيز دقة التصوير عند الجهد المنخفض، وتحقيق دقة 1.2 نانومتر عند 1 كيلو فولت، مما يسمح بالمراقبة المباشرة للعينات غير الموصلة أو شبه الموصلة، مما يقلل بشكل فعال من الضرر الناتج عن إشعاع العينة.
يتعلم أكثرعالية السرعة انبعاث ميداني آلي بالكامل المجهر الإلكتروني الماسح محطة عمل سيكتيك HEM6000 تقنيات المرافق مثل مدفع الإلكترون الحالي عالي السطوع ذو الشعاع الكبير، ونظام انحراف شعاع الإلكترون عالي السرعة، وتباطؤ مرحلة العينة عالية الجهد، والمحور البصري الديناميكي، والعدسة الموضوعية الكهرومغناطيسية والكهربائية الساكنة للغمر لتحقيق اكتساب الصور عالية السرعة مع ضمان الدقة على نطاق النانو. صُممت عملية التشغيل الآلي لتطبيقات مثل سير عمل تصوير عالي الدقة وأكثر كفاءةً وذكاءً لمساحات واسعة. وتُعد سرعة التصوير أسرع بخمس مرات من سرعة مجهر المسح الإلكتروني الانبعاثي الميداني التقليدي (FESEM).
يتعلم أكثردقة عالية جدًا مجهر مسح إلكتروني بخيوط التنغستن ال سيكتيك SEM3300 المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) يتضمن تقنيات مثل بصريات الإلكترونات "النفق الفائق"، وكاشفات الإلكترونات داخل العدسة، والعدسات الشيئية المركبة الكهروستاتيكية والكهرومغناطيسية. بتطبيق هذه التقنيات على مجهر خيوط التنغستن، يتم تجاوز حد الدقة الثابت لهذا المجهر، مما يُمكّن مجهر خيوط التنغستن من إجراء تحليلات منخفضة الجهد لم تكن تُنجز سابقًا إلا باستخدام مجهرات الانبعاث الميداني.
يتعلم أكثر120 كيلو فولت المجهر الإلكتروني لنقل الانبعاثات الميدانية (TEM) 1. مساحات العمل المقسمة: يقوم المستخدمون بتشغيل TEM في غرفة مقسمة مع الراحة مما يقلل من التداخل البيئي مع TEM. 2. كفاءة تشغيلية عالية: يدمج البرنامج المخصص عمليات مؤتمتة للغاية، مما يسمح بتفاعل TEM فعال مع المراقبة في الوقت الفعلي. 3. تجربة تشغيلية مطورة: مجهزة بمسدس إلكتروني ذو انبعاث ميداني مع نظام آلي للغاية. 4. قابلية توسعة عالية: توجد واجهات كافية مخصصة للمستخدمين للترقية إلى تكوين أعلى، والذي يلبي متطلبات التطبيقات المتنوعة.
يتعلم أكثرمجهر مسح إلكتروني بإشعاع مجال حزمة أيونات مُركّزة على Ga+ ال مجهر مسح إلكتروني بشعاع أيوني مركّز CIQTEK DB550 (FIB-SEM) يحتوي على عمود شعاع أيوني مُركّز للتحليل النانوي وتحضير العينات. يستخدم تقنية بصريات الإلكترونات "النفقية الفائقة"، وتصميمًا منخفض الانحراف، وعدسة غير مغناطيسية، ويتميز بخاصية "الجهد المنخفض، الدقة العالية" لضمان قدراته التحليلية النانوية. تُسهّل أعمدة الأيونات مصدر أيونات معدنية سائلة من Ga+، مع حزم أيونات عالية الجودة وثبات عالٍ، لضمان قدرات التصنيع النانوي. DB550 هو محطة عمل متكاملة للتحليل والتصنيع النانوي، مزودة بمعالج نانوي متكامل، ونظام حقن غاز، وبرنامج واجهة مستخدم رسومية سهل الاستخدام.
يتعلم أكثر