Отжиг водорода повышает эффективность солнечных элементов
С этим достижением отжиг водорода может проложить путь для более эффективных, устойчивых решений для солнечной энергии, что приближает доступную зеленую энергию к реальности.
Фотоэлектрическая (PV) технология продолжает развиваться, поскольку исследователи ищут устойчивые материалы, которые повышают эффективность при снижении затрат.Многообещающим кандидатом является широкополосный кестерит Cu₂znsns₄ (CZT), нетоксичный полупроводник, изготовленный из возмущенных земных элементов.В отличие от кремния, доминирующего материала в солнечных батареях, CZTS предлагает более устойчивую и экономически эффективную альтернативу.Тем не менее, его эффективность отстала, с максимальной эффективностью преобразования мощности (PCE) всего 11%, в основном из -за рекомбинации носителей, где генерируемые носители рекомбинируют заряду перед производством электроэнергии.
Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW), Сидней, разработали метод для смягчения этой проблемы с использованием отжига водорода.Их исследование демонстрирует, как этот процесс улучшает сбор носителей за счет перераспределения кислорода и натрия в слоях CZTS, повышая общую производительность.
Отжиг водорода включает в себя нагрев солнечного материала в водородсодержащей среде.Этот процесс помогает перераспределить натрий и пассивировать дефекты, особенно вблизи поверхности поглотителя, значительно улучшая перенос носителей.Техника привела к рекордно эффективности CZTS 11,4% в солнечной батареи без кадмия.
Помимо CZT, метод также показал перспективу в других тонкопленочных солнечных материалах, таких как медовый селенид индий-галлия (CIGS), демонстрируя его более широкую применимость.«Этот прорыв укрепляет роль CZT в качестве верхнего клеточного материала в тандемных архитектурах, что обеспечивает лучшую интеграцию кремния и более широкое использование солнечного спектра», - добавил Сан.
В настоящее время исследователи стремятся повысить эффективность CZTS выше 15% при сохранении своих экономических и экологических преимуществ.«Дальнейшее уточнение процесса отжига водорода и изучение новых методов оптимизации станет ключом к тому, чтобы сделать CZT жизнеспособной альтернативой для солнечных технологий следующего поколения»,-сказал Сан.
«Наша работа была обусловлена необходимостью в экологически чистых, недорогих материалах для солнечных элементов следующего поколения»,-сказал Кайвен Сан, старший автор исследования.«CZTS является отличным кандидатом на тандемные солнечные элементы из -за его настраиваемой полосы, стабильности и устойчивости.Тем не менее, повышение эффективности сбора носителей было проблемой ».