Miljøvenlige solceller forbedrer energiproduktionseffektiviteten ved at løse defekter

DGIST Thin Film Solar Cell Research Center arbejdede sammen med professor Kim Se-yoon fra Department of New Material Engineering ved Kyungnam University for at undersøge årsagen til poredannelse, et problem i CZTS tyndfilm solceller, som er miljøvenlige generelt- tyndfilmssolceller til formål. Holdet har nu udviklet en teknologi til at overvinde dette problem.

Solceller, der genererer elektricitet ved at omdanne lysenergi fra solen til elektrisk energi, er bæredygtig ny vedvarende energi og kan nemt findes i hverdagen. Blandt dem er CZTS tyndfilm let at masseproducere, fordi den bruger kobber, tin og zink som hovedmaterialer, som er billige og har ringe toksicitet. Derudover kan den på grund af dens bøjningsegenskab anvendes til forskellige områder. I 2019 udviklede DGIST Thin Film Solar Cell Research Center en solcelle med verdens højeste effektkonverteringseffektivitet på 12,6 %. Den har dog stadig brug for en løsning på forskellige defekter, såsom porer af forskellige størrelser genereret nær den nedre elektrode (poredefekter).

DGIST Thin Film Solar Cell Research Center og forskerholdet ledet af Kim Se-yoon fra Kyungnam University undersøgte årsagen til poredannelse under absorptionslaget, som er et problem med CZTS tyndfilmsolceller. Det har større betydning, fordi det er en teknologi, der kan kontrollere poredefekter ved hjælp af et relativt simpelt princip. CZTS absorberlaget fremstilles ved at belægge kobber, zink og tin i tilfældig rækkefølge og derefter omsætte dem med svovl og selen ved høje temperaturer. På dette tidspunkt blev det bekræftet, at der ikke blev dannet store porer, når zink blev coatet først. Dette er en kildeteknologi, der kan undertrykke poredannelse og forventes yderligere at øge effektiviteten af ​​energiproduktionen af ​​CZTS-baserede tyndfilmsolceller.

DGIST seniorforsker Kim Dae-hwan siger, at "som store resultater af denne undersøgelse præsenterede vi en ny porehæmningsmodel, der adskiller sig fra den almindelige model og udviklede en teknologi, der kan hæmme poredannelsesdefekter på en enkel måde."

"I denne undersøgelse inducerede vi ændring i mikrostrukturen under den indledende reaktion ved at ændre afsætningsrækkefølgen af ​​den tynde metalfilm, og vi var i stand til at undertrykke poredannelse ved at gøre det," sagde professor Kim Se-yoon Kim fra Kyungnam University. "Derudover vil vi gøre en indsats for at sikre procesteknologi, der løser problemet med porer i to forskellige størrelser på én gang."

Forskningen blev offentliggjort i ACS Applied Materials and Interface . + Udforsk yderligere

Den højeste effektivitet af fleksible CZTSSe tyndfilm solcelle opnået