مختبر أبحاث تکنولوجیا تصنیع الخلایا الشمسیة

Research Laboratory of Solar Cell Fabrication Technology

 

1- مدیر المختبر :  د.عبد النبی کوثریان

o         أستاذ قسم الهندسة الکهربائیة

o         عنوان البرید الإلکترونی: a.kosarian@scu.ac.ir

o         رقم الاتصال: ۹-۰۰۹۸6133226600 داخلی 5633

o         رابط الصفحة الشخصیة:  https://eng.scu.ac.ir/~akosarian

 

2- مجالات نشاط المختبر (الأهداف والخدمات البحثیة/الصناعیة التی یمکن تقدیمها):

• دراسة و تصنیع وتطویر أجهزة الاستشعار العضویة
• دراسة و تصنیع الخلایا الشمسیة ذات الأساس السیلیکونی
• دراسة و تصنیع خلایا البیروفسکایت الشمسیة

 

3- المرافق البحثیة:

المعدات فی الغرفة النظیفة:

1-      نظام PECVD

ترسیب البخار الکیمیائی للبلازما ( PECVD ) هی عملیة ترسیب بخار کیمیائی تستخدم لترسیب الأغشیة الرقیقة من حالة الغاز (البخار) إلی الحالة الصلبة علی الرکیزة. وتشارک فی هذه العملیة تفاعلات کیمیائیة تحدث بعد تکوین بلازما من الغازات التفاعلیة. یتم إنشاء البلازما عمومًا عن طریق تردد الرادیو ( RF ) (التیار المتردد AC ) أو تفریغ التیار المباشر (DC) بین قطبین کهربائیین، حیث یتم ملء المساحة بینهما بالغازات التفاعلیة .PECVD هی عملیة یتم فیها ترسیب طبقات رقیقة من مواد مختلفة علی الرکیزة عند درجة حرارة منخفضة. فی هذه الطریقة، بسبب تأثیر البلازما فی تقلیل طاقة التنشیط للتفاعل، تنخفض درجة حرارة الترسیب بشکل ملحوظ. یتم إنتاج البلازما عن طریق حقن الغاز التفاعلی بین قطبین متوازیین، أحدهما قطب مؤرض والآخر متصل بمولد الترددات اللاسلکیة . من خلال تطبیق جهد التردد اللاسلکی ، یتم تحویل الغاز إلی بلازما ویتم إنتاج الأنواع النشطة کیمیائیًا عند درجة حرارة منخفضة، ویتسبب فی ترسب الأغشیة الرقیقة علی الرکیزة أو معالجة الأسطح الملامسة للبلازما. مزایا نظام PECVD

 • انخفاض درجة الحرارة مقارنة بجهاز الأمراض القلبیة الوعائیة

• تنظیف الغرفة بالبلازما دون الحاجة للمواد الکیمیائیة

 • القدرة علی وضع طبقات من الأغشیة الرقیقة علی نطاق واسع مع خصائص بصریة وإلکترونیة وصلابة عالیة وکتامة و...

خصائص نظام PECVD تردد التشغیل: 13.56 میجا هرتز، الطاقة القصوی: 300 وات، الضغط الأساسی: 10-5 متور، الحد الأقصی لحجم الرکیزة: 5 × 5 س. م. ²

یتم توفیر الفراغ المطلوب بواسطة هذا النظام بواسطة مضخة فراغ أولیة تقلیدیة، ومضخة فراغ إدوارد 8 ومضخة توربینیة جزیئیة.

2-      النقش الأیونی التفاعلی أو RIE

 إحدی طرق إزالة أو قطع المواد فی الهیاکل الصغیرة هی مجموعة فرعیة من طرق إزالة البلازما. النقش الأیونی التفاعلی ( RIE ) هو تقنیة النقش المستخدمة فی التصنیع الدقیق. RIE هو نوع من النقش الجاف له خصائص مختلفة عن النقش الرطب. تستخدم RIE بلازما متفاعلة کیمیائیًا لإزالة المواد المترسبة علی الرقائق. یتم إنتاج البلازما تحت ضغط منخفض (فراغ) بواسطة مجال کهرومغناطیسی. تهاجم أیونات البلازما عالیة الطاقة سطح الرقاقة وتتفاعل معها. تعد الإزالة الأیونیة السلبیة إحدی طرق الإزالة الجافة التی تتمیز بخصائص أکثر من الإزالة الرطبة. تُعرف هذه الطریقة بأنها مزیج من الطرق الفیزیائیة والکیمیائیة. فی هذه الطریقة، یتم استخدام البلازما المنشَّطة کیمیائیًا لقطع الرقاقة. تحدث هذه الطریقة فی غرفة مفرغة منخفضة الضغط بواسطة مجال کهرومغناطیسی. تضرب أیونات البلازما عالیة الطاقة سطح الرقاقة عمودیًا وتتسبب فی ظاهرة الإزالة. تتمیز هذه الطریقة بدقة عالیة بالإضافة إلی إمکانیة التحکم المناسبة، مما یوفر إمکانیة قطع المواد المختلفة، بما فی ذلک أشباه الموصلات والعوازل وبعض المعادن. إحدی مزایا هذه الطریقة مقارنة بالطرق الأخری هی أنه یمکن تصمیمها لتکون متباینة الخواص بدرجة عالیة، مما یعنی أن عملیة الإزالة تتم بدقة عالیة ومعدل قطع مناسب. یتم توفیر الفراغ المطلوب بواسطة هذا النظام بواسطة مضخة فراغ أولیة تقلیدیة، ومضخة فراغ إدوارد 8 ومضخة توربینیة جزیئیة.

3-      نظام الرش

الاخرق هو ظاهرة یتم فیها إخراج جزیئات مجهریة من مادة صلبة من سطحها بعد أن یتم قصف المادة نفسها بجزیئات البلازما أو الغاز عالیة الطاقة. الترسیب بالرش هو طریقة لترسیب الأغشیة الرقیقة عن طریق الرش، والتی تتضمن تآکل المادة من مصدر "مستهدف" إلی "الرکیزة".

یتم إخراج الذرات المشتتة إلی الطور الغازی ولکنها لیست فی توازنها الدینامیکی الحراری وتمیل إلی الترسب علی جمیع الأسطح فی غرفة الفراغ. یتم تغطیة الرکیزة (مثل الرقاقة) الموضوعة فی الحجرة بطبقة رقیقة. عادةً ما یستخدم الترسیب بالرش بلازما الأرجون لأن الأرجون هو غاز نبیل ولا یتفاعل مع المادة المستهدفة. یتم توفیر الفراغ الذی یتطلبه هذا النظام بواسطة مضخة فراغ إدوارد 12 ومضخة انتشار.

4-      نظام التبخر الحراری

یعد التبخر الحراری طریقة شائعة لترسیب البخار الفیزیائی ( PVD ). یعد هذا أحد أبسط أشکال PVD وفی هذا النظام، یتم استخدام مصدر حرارة مقاوم لتبخیر مادة صلبة فی بیئة مفرغة لتشکیل طبقة رقیقة. یتم تسخین هذه المادة فی غرفة مفرغة عالیة حتی یتم تولید ضغط البخار. یتم توفیر الفراغ الذی یتطلبه هذا النظام بواسطة مضخة فراغ إدوارد 12 ومضخة انتشار.

 

5-      جهاز تایم الکترونیکس 5075 کثیرالدقة

جهاز قیاس رقمی متعدد لسطح المکتب یجمع بین الأداء العالی والدقة والتشغیل البسیط. یقیس جهاز 5075 النانو فولت إلی 10 کیلو فولت، والبیکوامب إلی 30 أمبیر، والنانو أوم إلی 1 جیجا أوم، والبیکوفاراد إلی 300 میکروفاراد.

مثالی للمستخدمین الذین یحتاجون إلی جهاز قیاس متعدد بأسعار معقولة مع وظائف متعددة ودقة استثنائیة ودقة تصل إلی 7.5 أرقام. وهذا یجعل 5075 حلاً متعدد الاستخدامات للمعایرة والتحقق فی المختبر. ·

 

4- الخطط البحثیة/المشاریع الصناعیة (المنجزة/قید التنفیذ):

• تصمیم وتصنیع الخلایا الشمسیة المثلی بتقنیة السیلیکون غیر المتبلور
• تصنیع مفاعل عالی الفراغ لترسیب المواد شبه الموصلة

• البناء التجریبی لغرفة مفرغة عالیة بجودة ترسیب أشباه الموصلات

 

5- طلاب  المختبرات  وعنوان الرسائل/الرسائل العلمیة:

انقر هنا للاطلاع علی قائمة طلاب المختبر وعناوین رسائلهم العلمیة.

 

6- المنشورات العلمیة :

• انقر هنا لرؤیة قائمة المقالات المنشورة فی المجلات.
• انقر هنا لرؤیة قائمة الأوراق المقدمة فی المؤتمرات.

 

7- معلومات الاتصال:

الهاتف:  00986133226782 (مکتب القسم الکهرباء)

 

۸- صور المختبر: