Synkrotronkarakterisering

Beskrivning

För att kunna utveckla kostnadseffektiva, högpresterande solceller är vi beroende av att få en förståelse för hur den atomära och kemiska strukturen och deras ytor/gränssnitt förändras under tillverkningsprocesser eller i drift, vilket kan begränsa deras prestanda. Detta är viktigt för ytterligare optimering och stabilisering av enheterna, men på grund av materialkomplexiteten hos flerskiktiga tunnfilmssolceller kan analysen inte göras effektivt med konventionella
metoder. Synkrotronmetoder med elementär och kemisk känslighet kan möta
karakteriseringsutmaningarna i tunnfilmssolceller, vilket möjliggör oförstörande djupprofil och in situ-analys vid realistiska förhållanden.

Använder synkrotronljusmetoder

Vårt mål är att få en grundläggande förståelse för de atomära och kemiska strukturerna i tunnfilmssolceller, nära gränssnittsregioner, både ex situ och in situ under processförhållanden eller utomhusrelevanta miljöer och driftsförhållanden, vilket är avgörande för ytterligare optimering och stabilisering av solcellerna. Därför fokuserar vi på materialkarakterisering genom att använda synkrotronljusmetoder, i synnerhet fotoemissions- och absorptionsspektroskopier, som ger kompletterande informationsdjup.

Mätningarna utförs vid storskaliga synkrotronljusanläggningar runt om i världen som MAX IV (Lund, Sverige), SOLEIL (Paris/Frankrike), Diamond (Oxford/UK), Petra III (Hamburg/Tyskland), APS (Chicago/USA). Sådana mätningar kan vara av intresse för andra PV-teknologier eller optoelektroniska enheter (LED, fotodetektorer, laserdioder etc.), där gränssnittsegenskaper är viktiga.

Nyckelfunktioner:

• Synkrotronljus kan användas för att studera tunnfilmssolceller på atomärnivå under bearbetning eller utomhusrelevanta miljöer och driftsförhållanden.

• Till exempel tillåter röntgenfotoelektron och absorptionsspektroskopier (XPS och XAS) att erhålla kompletterande information på olika djupskalor.

• Ex situ, in situ och operando karaktärisering möjlig – för att utforska
kompositionsprofil, sekundärfasbildning, lokal atomstruktur, kemiska och elektroniska egenskaper, dynamiska processer, diffusionsfenomen, reversibla och icke-reversibla förändringar.