Китайские ученые разработали новую технологию изготовления фотоэлементов из сульфида-селенида сурьмы

Сульфид-селенид сурьмы Sb2 (S, Se) 3 является привлекательным материалом для производства фотоэлементов нового типа из-за его большого количества в природе, нетоксичности, хорошей защиты от влажности при повышенных температурах, а также идеальных физических критериев для поглощения света. Однако, фотоэлементы, созданные с помощью этого продукта, до сих пор имели низкую эффективность, варьирующуюся от 5% до 7,5%. И это фактически помешало их коммерциализации.

Исследователи из Университета Науки и Технологий Китая утверждают, что они разработали совершенно новую стратегию производства высококачественных пленок Sb2(S, Se) 3 для применения в фотоэлементах на основе этого продукта. Они представили результаты своих исследований в работе «Манипулирование электрическими свойствами пленки Sb2(S, Se) 3 для высокоэффективных фотоэлементов». Они описывают новую методику как гидротермальный метод прямого осаждения пленок Sb2(S, Se) 3.

Для производства пленки был использован тартрат калия сурьмы (APT), тиосульфат натрия (Na2S2O3, STS), а также селеномочевина (SU). Дополнительно они использовали сульфид кадмия (CdS), получаемый методом химического осаждения в ванне (CBD) на стекле, покрытом диоксидом олова (FTO), в качестве слоя, переносящего электроны. Гидротермическое осаждение производилось при температуре 130 °С в течение 2-х часов.

В процессе осаждения использовалась этилендиаминетраксусная кислота (ЭДТА) для регулирования реакционной системы, что позволило пленке иметь портативную, а также ровную морфологию площади поверхности. Улучшение ЭДТА, объяснили ученые, увеличило обычный размер зерна пленки с 600 нм до 700 нм, что, в свою очередь, повысило ее проводимость и коммерческие свойства. Эффективность пленки составляет 10,5%, напряжение холостого хода 664 мВ, ток короткого замыкания 23,8 мА / см 2, а также коэффициент заполнения 66,3%.

«Мы пришли к выводу, что проводимость пленки Sb2(S, Se) 3 повышается, а также сопровождается увеличением толщины проводника с помощью EDTA, что также подтверждается измерением емкости — напряжения (C — V)», утверждают ученые. «В результате мы фактически установили надежный подход к созданию высококачественной пленки Sb2(S, Se) 3 для использования в фотоэлементах».

Напомним, что команда исследователей из Технологического университета Наньянга в Сингапуре (NTU Singapore) создала солнечную мини-батарею на основе перовскита с рекордно высокой эффективностью преобразования энергии среди прочих устройств на основе перовскита размером более 10 см2.

Ранее ЭлектроВести писали, что финская компания ICS разработала солнечную пленку со встроенной оптикой (Solar Energy Optics — SEO) и технологическую платформу, которая способна увеличить выработку обычных солнечных батарей до 10%. В некоторых случаях, как сообщает финская компания, даже больше десяти процентов. Как утверждает компания, солнечная пленка оказалась более эффективной, чем любой из методов поглощения света, разработанный и испытанный до сих пор.

Источник