模擬實驗室中,許秋髮現將“真空放置一段時間”和“頂電池三元化”兩種策略綜合在一起,確實能夠實現1+1>1的效果。
不過,現階段的最高器件效率仍然沒有突破17%,只有16.94%,相較於前值的16.66%和16.83%,提升幅度並不高。
許秋估計是因為摸索時間比較短的緣故。
這種開創性的摸索工作,只能交給模擬實驗室III來進行。
模擬實驗室III中,只有兩個高階模擬實驗人員,就算它們24小時不間斷的工作,加起來的工作效率也只有現實中的十倍左右。
對於普通器件的體系來說,模擬實驗室III出馬,耗費一兩天的時間,就相當於現實中連續工作十多天、二十多天,足夠把條件摸索的較為完美。
而疊層器件的摸索工作非常的繁瑣,給模擬實驗室幾天的時間顯然是不夠的。
雖說如此,模擬實驗室其實已經做了不少的工作,初步得到了器件效率隨頂電池和底電池厚度變化的二維圖譜。
只是這個二維圖譜的精度不夠,還需要進一步的實驗,把最佳條件給找出來。
許秋從二維圖譜中,找到了兩根主要的等效率線。
14%等效率線:頂電池厚度處於90180奈米範圍內,底電池厚度處於120300奈米範圍內的條件下,得到的疊層器件效率,在大多數情況下可以達到14%以上。
16%等效率線:頂電池厚度處於120150奈米範圍內,底電池厚度處於180210奈米範圍內的條件下,器件的效率大多數情況下可以達到16%以上。
之所以說是大多數情況,是因為得到的等效率線並不是一個矩形,而是一個近似於三角形的樣子。
也很容易理解,比如在第一種14%等效率線的條件下,選取兩個邊界條件,頂電池厚度90奈米,底電池厚度300奈米,這樣得到的器件效能肯定不會很高。
因為底電池做的非常的厚,它會吸收較多的光,短路電流密度較高,而頂電池厚度比較薄,得到的短路電流密度較小,難以和底電池相匹配,進而就會造成器件效能損失。
因此,現在許秋要做的事情,就是在16%等效率線中,把最高效率點給找出來。
他打算親自上陣,進行實驗。
之前模擬實驗人員摸索的時候,是以30奈米厚度做為間隔摸索的。
許秋準備以10奈米為精度,那麼頂電池厚度120150奈米範圍內,一共有4個檔次,底電池厚度180210奈米範圍內,同樣有4個檔次,也就是一共要摸索4*4=16種條件。
如果每種條件製作3批器件,每批器件重複3片,一共16*3*3=144片,這太多了,一個半小時絕對做不完。
如果每種條件製作2批器件,每批器件重複2片,一共64片,好像還是挺多的樣子。
思索片刻,許秋決定繼續降低標準:
每種條件製作1批,每批器件重複1片,那麼總器件數量就縮減到只有16片。
一般光伏器件都要重複10批以上,但現在許秋沒有那麼多時間,就只能希望自己歐一些,可以一發入魂,突破17%!
考慮到接下來的實驗工作可能會消耗比較多的時間,許秋先是回到現實。
他看了看周圍,發現沒有什麼異常情況,然後調整了一個比較舒服的坐姿,重新返回到模擬實驗室中。
接著,許秋開啟了塵封許久的模擬實驗室I。
隨著系統的不斷升級,模擬實驗室I現在已經可以開啟最高64倍的加速功能。
不過,因為模擬實驗室II和III可以自動掛機的緣故,所以許秋很少用模擬實驗室I。
但其實,64倍的加速,這個功能還是非常強大的。
對於蒸鍍操作來說,本來要抽一個小時的真空,在64倍速的條件下,就只需要一分鐘的時間。
蒸鍍過後要放置12個小時,64倍速換算過來,也只要10分鐘。
當然,積分消耗也是非常的誇張,64倍速使用一個小時,就需要消耗6400積分。
好在許秋現在剩餘積分非常的多,有20多W,足夠他揮霍了。
模擬實驗室I中除了可以加速外,還有不少其他額外的好處。
一方面,基片不用清洗。
而且,最近因為在做疊層器件,所以現在的基片都已經按照最佳的條件,旋塗好了用於疊層器件的兩層傳輸層,氧化鋅和PFNBr。
因此,可以直接從底電池的有效層開始旋塗,從而節省大量的時間。
另一方面,模擬實驗人員已經透過若干次旋塗實驗,結合光吸收光譜儀、掃描電子顯微鏡等手段,得到了旋塗轉速和膜厚之間的對應關係。
許秋可以直接按照指定轉速旋塗,即可得到對應的膜厚,不需要自己重複摸索,也節省了不少的時間。