Détermination des éléments dans les poudres CdTe / CdS de qualité photovoltaïque (PV)

NOTE D'APPLICATION

INTRODUCTION

Le tellurure de cadmium (CdTe) s’est révélé être l’un des matériaux polycristallins les plus prometteurs pour la production de films minces PV solaire
cellules (CdTe / CdS) en raison de son coefficient d'absorption élevé (α> 104 cm-1) et une bande interdite de 1.5 eV bien adaptée au spectre solaire. De plus, parmi les divers commerces ou quasi commerciaux technologies à couche mince, La qualité PV CdTe présente une combinaison très favorable de performances, de fabricabilité, de coûts et de potentiel de performance à la hausse. Plusieurs éléments, même dans les niveaux de trace, ont un impact majeur sur les performances des périphériques finaux. Historiquement, il a été constaté que des lots de matières premières du même degré de pureté montrent des différences dans le niveau d'impureté des éléments critiques. On pense que ces fluctuations du niveau de pureté sont liées aux différences observées dans l'efficacité du dispositif final et les performances à long terme.

DISCUSSION

Un certain nombre de techniques analytiques peuvent être utilisées pour la surveillance des éléments traces des matériaux CdTe / CdS de qualité PV. Celles-ci incluent à la fois des méthodes d'introduction d'échantillons chimiques humides et d'échantillons solides. Cependant, les analyses chimiques par voie humide précises nécessitent généralement des procédures de dissolution complexes impliquant normalement l'utilisation de combinaisons d'acides concentrés avant l'analyse, par exemple par Emission optique à plasma à couplage inductif or Spectrométrie de masse techniques (ICP-OES / MS). Les méthodes chimiques humides peuvent être compliquées, elles diluent également l'échantillon de plusieurs fois et peuvent entraîner la perte de certains analytes volatils pendant le processus de dissolution.

Haute Résolution Spectrométrie de masse à décharge luminescente (GDMS) basée sur une pression réduite, la source d’ions GD fonctionnant avec une géométrie à cellules plates est une technique analytique parfaitement adaptée pour la caractérisation complète, précise et précise des éléments de matériaux en poudre / en particules (figure 1). L’attention croissante portée à GDMS pour caractérisations d'éléments traces des poudres CdTe / CdS de qualité PV est principalement due à sa capacité à quantifier la quasi-totalité des éléments des échantillons solides avec une sensibilité allant jusqu’à la plage des ultra-traces (tableau 1). En raison de l'excellente reproductibilité de la technique, la qualité des matières premières peut être facilement contrôlée. Outre les analyses d'éléments en vrac, la décharge luminescente est également une excellente méthode pour mesurer le profil de profondeur des films déposés.

VG9000 - Mega Flat Cell Assembly pour l'analyse de la poudre de CdTe

Figure 1 Configuration de cellules à décharge luminescente pour l'analyse de poudres CdTe / CdS

Tableau 1 Fractions de masse typiques d'éléments sélectionnés dans les matières premières de qualité PV CdTe / CdS

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