Hopeakontaktien valmistaminen resistiivisesti höyrystämällä III-V puolijohdeaurinkokennoihin

Abstract

Auringonvalon yhä tehokkaampi hyödyntäminen energiantuotannossa on mahdollista uusien aurinkokennoteknologioiden ansioista. III-V puolijohteisiin perustuvat moniliitosaurinkokennot omaavat huomattavasti paremman hyötysuhteen verrattaessa perinteiseen piiteknologiaan perustuviin aurinkokennoihin. III-V puolijohdemateriaalien kustannuksia voidaan kompensoida pienentämällä aurinkokennojen pinta-alaa ja moninkertaistamalla aurinkokennolle osuvan auringonvalon intensiteetti edullisten optisten komponenttien avulla. Auringonvalon keskittäminen asettaa vaatimuksia esimerkiksi aurinkokennojen metallikontakteille, joista tarvitsee valmistaa paksumpia, jotta kasvavan virrantuoton aiheuttamia häviöitä voidaan pienentää. Tässä kandidaatintyössä tutkittiin, kuinka hopean resistiivinen höyrystäminen sopii aurinkokennon metallikontaktien valmistamiseen elektronisuihkuhöyrystämisen sijaan. Merkittävä etu resistiivisessä höyrystämissä on menetelmän nopeus. Työn kokeellisessa osuudessa selvitettiin sopivia parametreja hopean resistiiviseen höyrystämiseen sekä valmistettiin aurinkokennoja, joihin resistiivisesti höyrystettiin paksut hopeakontaktit. Lisäksi hopean päälle höyrystettiin elektronisuihkuhöyrystimellä ohut kultakerros, joka osoittautui käytännölliseksi hopean reaktiivisuutta suojaavaksi rakenteeksi. Resistiivisesti höyrystettyä hopeaa karakterisoitiin optisella mikroskoopilla, SEM- ja AFM-kuvauksella sekä adheesiotesteillä. Hopeakontaktien toiminta aurinkokennoissa selvitettiin virta-jännite-mittauksella, joka osoitti kyseisten aurinkokennojen toimivan erinomaisesti verrattaessa referenssiaurinkokennoihin, joihin paksut kultakontaktit oli valmistettu elektronisuihkuhöyrystyksellä.