Vurdering af virkningen af ​​tabsmekanismer i solcellekandidat antimonsulfidselenid

Mens klimaændringer fortsætter med at præsentere sig selv som den mest presserende trussel, vores planet står over for, presser forskere på for at finde effektive og rene alternativer til fossile brændstoffer. Den vigtigste af denne forskning er at udnytte gratis energi fra solen. At gøre dette effektivt kræver avanceret viden om kvaliteterne af materialer, der bruges til konstruktion af solceller.

I et nyt papir offentliggjort i The European Physical Journal Plus , Maykel Courel fra Centro Universitario de los Valles (CUValles), Universidad de Guadalajara, Mexico, og medforfattere, ser på begrænsningerne af materialet antimonsulfidselenid, som er dukket op som en potentiel kandidat til fremstilling af solceller.

En halvleder, antimonsulfidselenid, er blevet intensivt undersøgt af forskere, der arbejder på tyndfilmssolceller, fordi direkte optiske overgange resulterer i, at materialet har en høj absorptionskoefficient. Materialets anvendelse på enheder, der omdanner lys til elektricitet ved hjælp af halvledende materialer, er dog stadig i sine tidlige dage.

I øjeblikket er effektiviteten af ​​dette materiale på maksimalt omkring 10 %, et godt stykke under 29 %, den maksimale effektivitet, der forventes for denne type teknologi.

Forskerne gik i gang med at teste de begrænsende faktorer, der påvirker denne effektivitet, med fokus på virkningen af ​​tabsmekanismer på antimonsulfidselenidceller ved hjælp af en analytisk model.

Holdet fandt ud af, at for typiske parametre valgt til deres simuleringer, er elektron-hul-rekombination i et substrat — kendt som bulkrekombination — og interface-rekombination, som sker, når to halvlederbåndgab har en forskudt form, de største problemer, der forringer enhedens ydeevne.

De foreslår, at materialeforskere, der arbejder med enten reduktionen af ​​defekter ved grænsefladen eller defekter i bulk i antimonsulfidselenid-enheder, ikke ville være i stand til at opnå effektiviteter på mere end 10 %. På den anden side, med en bærerlevetid længere end 100 nanosekunder med en rekombinationshastighed lavere end 1 centimeter pr. sekund kunne effektivitetsgevinsterne for sådan teknologi toppe 14 %. + Udforsk yderligere

Solmateriale kan "selvhelbredende" ufuldkommenheder, viser ny forskning