Finite Element Analysis of An Evaporation System to Synthesize Kesterite thin Films
| Autor: | Carlos Eduardo Rondón Almeyda, Monica Andrea Botero Londoño, Rogelio Ospina Ospina |
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| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | Revista Ingenierías Universidad de Medellín, Vol 20, Iss 38, Pp 51-66 (2021) |
| ISSN: | 2248-4094 1692-3324 |
| Popis: | espanolActualmente, existe un interes dentro de la comunidad cientifica por las celulas solares de pelicula delgada con una capa absorbente de kesterita (Cu2ZnSnS4), debido a que tienen una eficiencia teorica de mas del 32 %. La sintesis de kesteritas por evaporacion ha permitido un nivel de eficiencia en el laboratorio del 11.6 %. Si bien estos son buenosresultados, el diseno de la camara de evaporacion y la distribucion de electrodos son esenciales para controlar los parametros de sintesis y evaporar cada precursor en la etapa correspondiente. Este proyecto buscadisenar una camara de evaporacion que pueda alcanzar un vacio de 10-5 mbar, aumentar la deposicion de superficies e impedir la evaporacionde cada precursor en una etapa distinta a la correspondiente. Este ultimo objetivo fue estudiado usando el programa Comsol multiphysics R (pro-ducto licenciado), con la adecuada disposicion de precursores metalicos (zinc, cobre y estano) determinada por el analisis de distribucion de calor. Se concluye que cuanto mas baja sea la temperatura de evaporacion del precursor, menor sera la altura del electrodo de cobre en el sistema. Esto ocurre debido a que con una altura menor la concentracion de calor en el contenedor es menor. Este articulo es derivado de una investigacion y fue financiado por la Universidad Distrital de Santander. EnglishCurrently, there is an interest within the scientific community in thin-filmsolar cells with a Kesterite (Cu2ZnSnS4) type absorber layer, since they re-port a theoretical efficiency greater than 32 %. The synthesis of Kesteritesby evaporation has allowed for efficiencies at the laboratory level of 11.6 %. Although these are good results, the design of the evaporation chamber and the distribution of the electrodes is essential to control synthesisparameters and evaporate each precursor in the corresponding stage.This project seeks to design an evaporation chamber that can achievea vacuum of 10-5 mbar, increase the deposition surface and avoid each precursor evaporation in a non-corresponding stage. This last objective was studied using Comsol multiphysics R. (licensed product) software, with the adequate disposition of metallic precursors (zinc, copper,and tin) determined by analyzing heat distribution. It was concluded that the lower the evaporation temperature of the precursor, the smaller the height of the copper electrode in the system. This is because, with a lower height the concentration of heat in the container is lower. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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