Son teknoloji ürünü yarı iletken güneş pillerine yaklaşıyor

0
17

Perovskite ince filmlere dayalı güneş pilleri, geleneksel yarı iletken tabanlı güneş pillerine meydan okuyor çünkü daha ucuz ve üretimleri daha kolay. Kredi bilgileri: 2021 NOMADD

Perovskit güneş pillerindeki soğurucu katmanları iyileştiren sentetik bir yaklaşım, tam potansiyellerine ulaşmalarına ve önde gelen galyum arsenit cihazlarının performansına yaklaşmalarına yardımcı olabilir.

Güneş ışığını yakalamak için perovskit ince filmlere dayanan güneş pilleri, en hızlı büyüyen fotovoltaik teknolojidir. Geleneksel yarı iletkenlere göre daha ucuz ve üretilmesi ve cihazlara dahil edilmesi daha kolay olan kurşun halojen perovskitler, görünür ışığı etkili bir şekilde emer ve uzun yük taşıyıcı difüzyon uzunlukları sergiler; bu, ışığın neden olduğu elektron ve delik ayrımını sürdürme ve yük aktarımını kolaylaştırma yeteneklerinin bir göstergesidir.

Güneş pillerinin performansı, yüksek kaliteli kristal yapıya ve güneş ışığı hasadını en üst düzeye çıkarmak için dar bir bant aralığına sahip soğurucu malzemelere bağlıdır. Bu optimum bant aralığı aralığı, yakın kızılötesi dalga boylarına karşılık gelen 1,1 ila 1,4 eV enerjilerini kapsar.

Polikristalin kurşun halojenür perovskitleri içeren emici tabakalar, yüksek verimli güneş pilleri sağlamıştır. Ancak performansları, önemli yapısal bozukluklardan ve kusurlardan etkilenmiştir. Formamidinium kurşun triiyodid, bugüne kadarki en küçük bant aralığına sahiptir, ancak bu bant aralığı, tek bağlantılı cihazlar için optimum aralığı aşmaktadır. Perovskitlerin bant aralığını azaltmanın bir yolu, soğurucuda kurşun-kalay alaşımları oluşturmayı içerir, ancak bu, kristal kusurları ve istikrarsızlığı ortaya çıkarır.

Şimdi, KAUST’tan bir ekip, bant aralığını en aza indirmek için perovskit tekli kristallerden oluşan mikron kalınlığında emici bir katman kullanarak bir yaklaşım geliştirdi. Kristaller, bir metilamonyum ve formamidinyum organik katyonları karışımı içerir.

Araştırmacılar, karışık katyonlu perovskiti, emicinin bir elektron taşıma üst tabakası ve bir delik taşıma alt tabakası arasında sıkıştırıldığı, alışılmadık ters çevrilmiş pin güneş pillerine dahil ettiler. Ortaya çıkan güneş pilleri, tek kristal metilamonyum kurşun triiyodür kullanan en iyi performans gösteren cihazları geride bırakarak yüzde 22,8’lik bir verimlilik sergiledi.

Abdullah Alsalloum, “Karma katyonlu tek kristal emicilerin, daha düşük bant aralığı ve üstün optoelektronik özellikleri nedeniyle tek katyon emicilerden daha iyi performans gösterebileceğini biliyorduk. Ancak bu, kristal büyümesi ve cihaz entegrasyonundaki zorluklar nedeniyle daha önce gerçekleştirilmemişti” diyor Abdullah Alsalloum , Ph.D. Osman Bakr’ın grubunda öğrenci.

Gelen ışığı yük taşıyıcılarına dönüştürürken etkinliğini ölçen karma katyonlu perovskit filmin harici kuantum verimliliği, polikristalin formamidinyum kurşun triiyodidinkinden yakın kızılötesi dalga boylarına doğru kayarak daha küçük bant aralığı ile tutarlıydı. Alsalloum, “Daha kalın bir tek kristal emici katman kullanarak, filmin absorpsiyon aralığını optimum aralığa çok yakın olacak şekilde genişlettik” diyor.

Ekip, en iyi performansa sahip galyum arsenit güneş pillerine daha da yaklaşmak için cihaz performansını ve kararlılığını geliştirmek için çalışıyor. Alsalloum, “Gelecekteki çalışmalar, cihaz arayüzlerini optimize etmeyi ve daha uygun cihaz yapılarını keşfetmeyi içeriyor,” diye ekliyor.

Ticari güneş pillerine kristal berraklığında bir adım daha fazla Daha fazla bilgi: Abdullah Y. Alsalloum ve diğerleri,% 22.8 – Optimal bant aralığına yakın verimli tek kristalli karışık katyon ters perovskit güneş pilleri, Energy & Environmental Science (2021). DOI: 10.1039 / D0EE03839C King Abdullah University of Science and Technology tarafından sağlanmıştır.

Alıntı: Son teknoloji ürünü yarı iletken güneş pillerine yaklaşırken (2021, 4 Mayıs), 4 Mayıs 2021 tarihinde https://techxplore.com/news/2021-05-state-of-the-art-semiconductor- adresinden alındı solar-cell.html

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amacına yönelik herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölümü çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı sağlanmıştır.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz