Väte -glödgning ökar solcellernas effektivitet
Med detta framsteg kan väte -glödgning bana väg för effektivare, hållbara solenergilösningar, vilket ger prisvärd grön energi närmare verkligheten.
Photovoltaic (PV) -teknologi fortsätter att utvecklas när forskare söker hållbara material som förbättrar effektiviteten samtidigt som kostnaderna sänker.En lovande kandidat är vid bandgap kesterite cu₂znsns₄ (CZTS), en icke-toxisk halvledare tillverkad av jord-rikliga element.Till skillnad från kisel, det dominerande materialet i solceller, erbjuder CZTS ett mer hållbart och kostnadseffektivt alternativ.Emellertid har dess effektivitet lagt sig efter, med en maximal effektomvandlingseffektivitet (PCE) på bara 11%, främst på grund av bärarekombination, där genererade laddningsbärare rekombineras innan de producerar el.
Forskare vid University of New South Wales (UNSW), Sydney, har utvecklat en teknik för att mildra denna fråga med väte -glödgning.Deras studie visar hur denna process förbättrar bärarens insamling genom att omfördela syre och natrium i CZTS -skikt, vilket förbättrar den totala prestandan.
Väte-glödgning involverar värme av solcellsmaterialet i en väteinnehållande miljö.Denna process hjälper till att omfördela natrium och passivera defekter, särskilt nära absorberytan, vilket förbättrar transporttransporten avsevärt.Tekniken resulterade i en rekord CZTS-effektivitet på 11,4% i en kadmiumfri solcell.
Bortom CZT: er har metoden också visat löfte i andra tunna filmer solmaterial som kopparindium galliumselenid (CIGS), vilket visar dess bredare användbarhet."Detta genombrott stärker CZTS: s roll som ett toppcellmaterial i tandemarkitekturer, vilket möjliggör bättre kiselintegration och bredare solspektrumanvändning," tillade Sun.
Forskarna syftar nu till att driva CZTS -effektivitet utöver 15% samtidigt som de upprätthåller sina ekonomiska och miljömässiga fördelar."Vidare förädla väte-glödgningsprocessen och utforska nya optimeringstekniker kommer att vara nyckeln till att göra CZT till ett livskraftigt alternativ för nästa generations solteknologier," sade Sun.
"Vårt arbete drevs av behovet av ett miljövänligt, lågkostnadsmaterial för nästa generations solceller," sa Kaiwen Sun, seniorförfattare till studien.”CZTS är en utmärkt kandidat för tandemsolceller på grund av dess inställbara bandgap, stabilitet och hållbarhet.Men att förbättra effektiviteten i bärarens insamling har varit en utmaning. ”