นักวิจัยค้นพบคุณสมบัติข้อบกพร่องในวัสดุโซลาร์เซลล์

อัปเดต: 9 ธันวาคม 2023

ในฐานะสมาชิกใหม่ของตระกูลโฟโตโวลตาอิก พลวงไตรซัลไฟด์ (Sb2S3) มี bandgap ที่น่าพอใจที่ 1.7eV ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการสร้างชั้นดูดซับบนสุดของเซลล์แสงอาทิตย์ควบคู่ เนื่องจากโครงสร้างกึ่งหนึ่งมิติพิเศษจึงแสดงให้เห็นถึงข้อดีของพันธะที่ห้อยต่องแต่งน้อยกว่า จากข้อดีเหล่านี้ ความบกพร่องของตำแหน่งว่างบนพื้นผิวที่ก่อให้เกิดการรวมตัวของตัวพาใหม่จะลดลงอย่างรวดเร็ว ซึ่งช่วยแก้ปัญหาเกี่ยวกับเซลล์แสงอาทิตย์ในเซลล์แสงอาทิตย์ได้

ในการศึกษาก่อนหน้านี้ ความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้าง องค์ประกอบทางเคมี และโครงสร้างของข้อบกพร่องระดับลึกใน Sb2S3 ภาพยนตร์ไม่ชัดเจน

ทีมวิจัยค้นพบคุณสมบัติข้อบกพร่องเฉพาะของวัสดุมิติต่ำโดยเฉพาะ Sb2S3 ผ่านการสร้างสะพานเชื่อมระหว่างข้อบกพร่องระดับลึกของ Sb2S3 และอัตราส่วนประจุลบ/ไอออนบวก

คณะผู้วิจัยเตรียม Sb . ที่อุดมด้วย Sb และ Sb . ที่อุดมด้วยกำมะถัน2S3 ฟิล์มโดยใช้วิธีการสะสมการระเหยด้วยความร้อน โดยอาศัยประสิทธิภาพอันยอดเยี่ยมของอุปกรณ์ดังกล่าว ได้มีการนำ Deep-Level Transient Spectroscopy (DLTS) มาใช้ในการตรวจจับลักษณะเฉพาะของข้อบกพร่อง

Sb . ที่อุดมด้วยกำมะถัน2S3 ภาพยนตร์แสดงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมเมื่อเทียบกับ Sb-rich Sb2S3 ฟิล์มมีความหนาแน่นต่ำกว่าและส่งผลเสียต่อการขนส่งน้อยกว่า ซึ่งตรงกับการปรับปรุงประสิทธิภาพของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ จากการคำนวณทางทฤษฎี ดูเหมือนว่าข้อบกพร่องมีแนวโน้มที่จะปรากฏใน Sb-rich Sb2S3 ภาพยนตร์

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Sb . ที่อุดมด้วยกำมะถัน2S3 อุปกรณ์ประดิษฐ์โดย ร้อน การระเหยแสดงให้เห็นประสิทธิภาพการแปลงพลังงานสูงสุดเป็นประวัติการณ์ ซึ่งหมายความว่าวัสดุมีความทนทานต่อข้อบกพร่องของตำแหน่งว่างมากขึ้นและบ่งชี้ว่าสารเสพติดที่นำไปสู่ตำแหน่งว่างจะไม่ลดอายุการใช้งานของตัวพา

การศึกษานี้เป็นแนวทางใหม่ในการควบคุมคุณสมบัติของเซลล์แสงอาทิตย์ของ Sb2S3.