来自立陶宛物理科学与技术中心的一个研究小组与塔林理工大学的合作伙伴一起着手合成新材料,这些材料可以潜在地补充硅太阳能电池技术并提高太阳能模块的整体效率。
能源价格上涨导致可再生能源部门快速增长。随着太阳能公园的逐步部署,提高太阳能电池板效率是在同一地区产生更多电力的重要发展步骤。
在屋顶上发现的最好的太阳能电池技术只能将太阳能总量的四分之一转化为电能。通过将不同的技术结合在一起,可以提高太阳能电池的效率,以创建一种称为多结太阳能电池的器件。
在理论层面上,这种设备可以将几乎一半的太阳能转化为电能。然而,多结太阳能电池技术在生产方面更为复杂,需要采用新型材料和工艺,同时考虑到成本和可持续性方面。
该团队的研究重点是具有钙钛矿材料典型化学结构的半导体——ABX3但他们探索的不是氧或卤素,而是 X 是硫/硒,A 和 B 是丰富且无毒的金属的化合物。该研究成果已发布在Journal of Materials Chemistry A上。
研究人员使用固相反应方法首次合成了新材料——锡锆钛硒化物,并发现Sn Se3合金是光伏应用前景最广阔的合金。该研究的主要作者、FTMC 材料结构表征系主任 Rokas Kondrotas 博士表示:“在当前欧洲地缘政治局势和环境问题下,正在探索和考虑用于可再生能源应用的新型材料由丰富的元素组成且不含关键原材料非常重要。 立陶宛。
该小组发现,引入浓度高达44%的钛并没有改变Sn Se3然而,合金对光学和电学材料的性能都有深远的影响。
钛浓度越高,Sn Se3向短波长红外光谱区域移动。这部分来自太阳的红外光谱没有被传统的晶体硅太阳能电池吸收,因此丢失了。
Sn Se3以高钛浓度合成的半导体可以吸收短波长红外光并将其转化为额外的能量,从而提高整体硅基多结器件的效率。
此外,作者发现在Sn Se3合金显著提高了吸收系数。太阳能电池需要具有高吸收系数的材料,因为即使是非常薄的一层,比头发丝细 20 倍,也足以吸收来自太阳的所有入射光。
这项工作是开发具有高潜力的新型可持续材料的第一步,这些材料在红外区域具有很高的多结太阳能电池应用潜力。该技术的下一个里程碑是Sn Se3薄膜,允许制造和测试太阳能器件。