Güneş pilleri

Photovoltaic panels on the roof of Metrohm Headquarters

Işık enerjisine dayalı teknolojiler, enerji tedariğinin geleceğinde büyük bir rol oynayacak.

En başta küçük hesap makinelerine güç sağlayan fotovoltaikler, bugüne kadar çok yol kat etmiştir ve bundan sonra da edecek gibi görünmektedir. Muhtemelen, fotovoltaik hücreler karbonsuz bir geleceğe geçişimizde en büyük rolü oynayacak.

Metrohm’da biz, gelecek nesilleri düşünerek karbon ayak izimizi en aza indirmek ve çevresel, doğal kaynakları korumak için kendi payımıza düşeni yapmak istiyoruz.

2016’da, bu yolculuğumuzda önemli bir dönüm noktasına ulaştık: İsviçre’nin Herisau kentinde bulunan genel merkezimizin çatısına güneş panelleri yerleştirdik ve şu anda enerji ihtiyacımızın %25’ini bu sayede karşılayabilmekteyiz.

İnce tabaka güneş pilleri: Voltammetri ile elektrolit analizi

Toplamda, kurduğumuz tüm güneş panellerinin %80’i birinci nesil güneş hücreleri olarak bilinen silikondan yapılmıştır. Her tekli silikon ve çoklu silikon devre levhası, ışık hapsini artırmak için gereken yüzey özelliklerini elde edebilmek için bir ıslak kimyasal aşınma sürecinden geçer. İşte tam burada Metrohm devreye girer.

Aşındırma çözeltileri, çeşitli asit, stabilizatörler, ıslatma maddeleri veya tamponlardan oluşur ve güneş pillerinin yüzey yapısını ve dolayısıyla verimliliğini belirler. Aşındırma sürekli olarak, yüzey yapısını ve aşınma hızlarını etkileyen çözünmüş silikon miktarını arttırır. Tekstüre banyosunun kompozisyonu verimli güneş pilleri üretmede önemli rol oynamaktadır. En zorlu koşullarda, cihazlarımız, tektstüre banyolarınızın kompozisyonunu ...

… termometrik titrasyon ile analiz eder

Silikon substratlarının aşındırılmasıyla ortaya çıkan HNO3, HF ve H2SiF6’i içeren aşındırma asit karışımları iki tayinde analiz edilebilmektedir. İlk tayinde NaOH ile doğrudan tayin gerçekleştirilir, ardından HCI ile ters titrasyon yapılır: bu tayin H2SiF6 içeriğine ek olarak nitrik ve fluorik asit bileşimini ortaya çıkarır. İkinci tayin, HF içeriğini tayin etmek için alüminyum ile titre edilir. Bu iki tayin temelinde, yazılım HNO3, HF, and H2SiFiçin sonuçları ayrı ayrı hesaplar.

> 859 Titrotherm hakkında daha fazla bilgi alın

… potansiyometrik titrasyon ve doğrudan ölçüm

Tekstüre banyolarındaki silikon içeriği de potansiyometrik titrasyonla ölçülebilmektedir. Toplam ve tek asit derişimi ile çözünmüş silikonun tayini NaOH solüsyonlu sulu asit bazlı titrasyon kullanılarak gerçekleştirilmiştir.

Solitrode HF potansiyometrik titrasyon için uygun pH cam sensörüdür. HF içeren tekstüre banyolarında alışılmamış bir direnç gösterir.

> Solitrode HF hakkında daha fazla bilgi alın

Bundan farklı olarak, toplam florür derişimi Metrohm’un florür-selektif elektrodu (F-ISE) ile tayin edilebilir. Hekzafuluorosilikatta bulunan toplam florür içeriği ve florür bileşeni hidroflorik asit içeriğini sağlamaktadır. Nitrik asit içeriği toplam asit içeriğinden hesaplanabilmektedir.

> F-ISE hakkında daha fazla bilgi alın

… çift yönlü tayin ile iyon kromatografi

Hekzafluorosilikat biçiminde bulunan silikon molibdosilik asit olarak aynı analizde türevlendirmeden sonra spektrometrik yöntemle tayin edilirken florür, nitrat, sülfat ve asetat kimyasal baskılamanın ardından iletkenlik detektörü ile tespit edilir.

Karşıdan Yüklemeler

İnce tabaka güneş pilleri: Voltammetri ile elektrolit analizi

İnce tabaka- ya da ikinci nesil- güneş pilleri plastik ya da cam gibi düşük maliyetli substratların üzerine, ışığa duyarlı oldukça ince tabakalar yerleştirilerek üretilmektedir. Bu fikir yeni değil, henüz 1980’lerde amorf silikon (a-Si) güneş hücreleri cep hesap makinelerini ve saatlerini çalıştırmak için kullanılıyordu. A-Si’nin düşük verimlilik oranı, üretim kolaylığı, düşük maliyetler ve sıcak iklim bölgelerinde çalışma esnasında gereken termal direnci tarafından telafi edilenden daha fazladır.

Diğer iki yaygın PV ince tabaka teknolojileri bakır indiyum diselenür (CIGS) ve kadmiyum telürür (CdTe) emici tabakalarıyla gelecek vaat etmektedir. İnce film teknolojisi önü açık bir teknolojidir, elektrokaplama da güneş pillerinin üretiminde oldukça ekonomik ve kullanışlı bir yoldur. Voltammetri, elektrokaplama banyolarının ve katkı maddelerinin temel bileşenlerini yüksek hassasiyetle analiz etmenizi sağlar.

CIS hücreleri: Elektrolit banyolarında voltammetrik Cd ve tiyoüre analizi

Etkili bir hetero-bağlanma oluşturmak için, yarı iletken kadmiyum sülfür (CdS) ile arayüz oluşturulumuş ince bakır indiyum diselenid tabakalar (CIS) ile mükemmel bir ışık absorpsiyonu sağlanır. Bunlar, yerinde sülfür üretimi için kaynak olan kadmiyum asetat ve tioüre kullanılarak ıslak kimyasal bir proseste biriktrilir.. İlk olarak, Cd2 + yüzeye adsorbe edilir. Daha sonra, tiyoüre ayrışması sırasında salınan sülfür, adsorbe edilen Cd2 + iyonlarıyla reaksiyona girer. Banyo içerisindeki kadmiyum ve tioüre konsantrasyonları voltammetri kullanılarak hassas bir biçimde kontrol edilir.

Dahası da var: CdS heterobağlanmasının yanı sıra, voltammetri molibden üzerindeki CIS tabakasının elektrokaplaması için kullanılan elektrokaplama banyolarındaki katkı maddeleri ve metal çözeltilerin derişimlerini tayin etmek için kullanılabilmektedir.

Karşıdan Yüklemeler

CIGS hücresi: Elektrolit çözeltilerinde voltammetrik Cu, In, Ga, and Se(IV) analizi

Bir miktar indiyum yerine galyum kullanılarak bakır indiyum galyum selenür (CIGS) güneş pilleri oluşturulur. CIGS, 2008 yılında enerji verimliliğinde %20’ye ulaşarak yeni bir rekora imza attı. CIGS hücreleri, daha kalın CIGS emici Cu (InGa)Se2 ile p-n hetero bileşimini oluşturan ince bir tabaka kadmiyum sülfür (CdS)’den oluşan en önemli ince tabaka güneş hücreleridir.

Cu(InGa)Se2 ince filmleri, düşük konsantrasyonlu metal tuzu çözeltilerinden molibden üzerine tek aşamalı elektrodepozisyon ile hazırlanır. Elektrolitlerdeki indiyum, selenyum ve bakır, damlayan cıva elektrodu ile (DME) polarografiyle belirlenir. Galyum analizi için, asılı cıva damla elektrodu ile (HMDE) anodik sıyırma yöntemi kullanılır. CIS bölümünde daha önce de belirtildiği gibi, voltammetri aynı zamanda CdS birikimi için Cd ve tiyoüre içeriğini de kontrol eder.

> Voltammetri hakkında daha fazla bilgi alın

Karşıdan Yüklemeler

Potansiyostat/galvanostatları kullanarak elektrokimyasal hücre karakterizasyonu

Metrohm Autolab’ın sunduğu potansiyostat/galvanostatlar, prokristal (nC-Si), siyah silisyum, galyum arsenit (GaA’lar) çoklu-eklem, boyaya duyarlı (DSC) ve polimer/organik güneş pillerindeki elektrokimyasal ve fotoelektrokimyasal işlemlerin doğrudan analizini sağlar. Tüm bu umut verici PV teknolojilerinin validasyonu, akım potansiyeli (IV) ve güç potansiyeli (PV) eğrilerinden empedans ölçümlerine kadar çok sayıda elektrokimyasal ölçüm içermektedir. Metrohm Autolab, gerekli enstrümantasyonu ve teknik bilgiyi sağlamaktadır.

Karşıdan Yüklemeler

Daha fazla ürün ve aplikasyonlar 

ProcessLab ile kaplama parametrelerinin optimizasyonu

Kristal yapılı silikonu tekstüre etme sürecinde her bir aşamanın görüntülenmesi önemlidir, -etch etme, yıkama, durulama ya da hidrofilleştirme- standart parametreler, pH değeri ve iletkenlik, yüzey yapısı için oldukça önemlidir ve izlenmesi gerekmektedir. Özelleştirilmiş ProcessLab analizörü en zorlu HF ortamlarında bile, bu işi sizin için yapacaktır. ProcessLab tüm alkalin, asit tekstüre etme, yıkama, temizleme adımları, durulama adımlarının yanı sıra hidrofilizasyon işlemlerini de izlemektedir.

Daha fazla uygulama alanı için tıklayın.. ADI 2045PL ProcessLab hakkında daha fazla bilgi için tıklayın..

Tekstüre etme banyolarında yüzey aktif madde titrasyonu

Silikon güneş pilleri, yansıtma yüzünden meydana gelen enerji kayıplarını azaltmak için tekstüre edilmiş bir ön yüzey gerektirmektedir. Tekstüre etme banyosundaki yüzey aktif maddeler (örn, sodyum dodesil sülfat ya da setil trimetil amonyum bromür) yüzey yapısı ve kaplama kalınlığı açısından büyük bir önem taşımaktadır, bu yüzden, bunların derişimleri sıkı bir şekilde takip edilmelidir. Metrohm, anyonik ve katyonik yüzey aktif madde için birkaç potansiyometrik tayin metodu sunmaktadır.

Non-iyonik yüzey aktif madde uygulamalarını görmek için tıklayın.. Anyonik ve katyonik yüzey aktif madde uygulamalarını görmek için tıklayın..

NIR spektroskopisi ile Ön-uç banyo kontrolü

Devre levhası yüzeyinin alkalin tekstürelemesi için ıslak kimyasal proses adımı oldukça önemlidir. NIRS spektroskopisi; hidroksit, silikat ve 2-propanolün banyo derişimlerinin gerçek zamanlı izlenmesine olanak tanır. Metot oldukça güvenilir ve hızlıdır, hem de hiçbir sarf malzemesi gerektirmez.

Online NIRS analizörleri