Noua abordare a celulelor solare cu titanit de calciu cu suprafata mare

Celulele de calcogenură au avantajele unui coeficient ridicat de absorbție a luminii, lungimea de difuzie a purtătorului ultra-lungă, energie scăzută de legare a excitonului, toleranță ridicată la defect, interval reglabil al benzii și diverse procese de preparare; cu toate acestea, ei se confruntă, de asemenea, cu multe provocări, cum ar fi stabilitatea, materialele și impactul asupra mediului.

Anterior, am observat mai multe îmbunătățiri ale performanței și stabilității, iar realizarea proceselor de producție la scară largă se reflectă în cea mai mare parte în echipamente avansate, relativ puține abordări care se concentrează pe materialele precursoare pentru stratul de calcogenură, dar adevărul este că celulele solare cu calcogenură sunt numai la fel de bune ca materialele folosite în ele.

De exemplu, pudra de iodură de plumb, a cărei calitate este una dintre cheile eficienței unei celule de calcogenură. Recent, oamenii de știință din Taiwan, China, au demonstrat o nouă metodă pentru producerea de iodură de plumb de înaltă puritate, care poate fi folosită ca material precursor pentru o celulă solară cu oxid de calciu-titan.

În utilizarea materialului precursor pentru a face stratul de calcogenură și celulele solare ulterioare, se obține un control mai bun al orientării cristalului prin utilizarea temperaturii, rezultând o eficiență mai mare.

Un grup de oameni de știință de la Institutul de Cercetare pentru Tehnologia Industrială (ITRI) din Taiwan a lucrat la fabricarea iodurii de plumb (PbI2), un element din toate celulele solare cu calcogenură cele mai bune produse până în prezent. Pe baza cercetărilor anterioare, studiile acestor oameni de știință au arătat că puritatea și compoziția acestui material pot fi un factor cheie în performanță odată ce este integrat într-o celulă solară.

Descoperirile lor sunt descrise într-un articol recent din RRL Solar intitulat „O nouă metodă pentru controlul orientării preferențiale a cristalelor de iodură de plumb pentru a obține celule solare de calcogenă eficiente, cu suprafață mare”.

Cea mai recentă lucrare a grupului demonstrează modul în care structura cristalină și orientarea iodurei de plumb pot avea în cele din urmă un impact semnificativ asupra performanței celulelor. Cercetătorii descriu, de asemenea, o metodă simplă pentru a obține controlul folosind temperatura în timpul procesului de sinteză.

Echipa a creat o celulă de 3,68 cm² cu o eficiență de 16,08%.

Atunci când este transformat în celule, PbI2 sintetizat la temperatura mai mare de 120 de grade Celsius a avut cel mai bine rezultate, o temperatură care ar fi dus la o creștere mai mare în planul orizontal necesar. Celulele realizate cu PbI2 la 25 de grade Celsius au avut o eficiență medie de doar 8,8 la sută, în timp ce celulele realizate cu material tratat la 120 de grade Celsius au avut o eficiență medie de 17 la sută, una dintre celulele campioane din lot măsurând 17,96 la sută.

Aceste celule au fost mărite la o suprafață de 3,68 cm2 și au obținut o eficiență de 16,08 la sută. Grupul consideră că această metodă are un potențial puternic de utilizare în studierea dispozitivelor cu suprafețe mai mari.