Команда дослідників DGIST підвищує ефективність екологічно чистих сонячних елементів за допомогою швидкого контролю температури

Покращення ефективності сонячних елементів: новий підхід до роботи з селенідом антимонію

Сьогодні, коли світова спільнота розглядає альтернативні джерела енергії як шлях до сталого майбутнього, дослідження ефективності сонячних елементів стають вкрай важливими. Команда винахідників з DGIST разом із Чунхо Кімом з Університету Інчхон зробила суттєвий крок у цьому напрямку. Їхній інноваційний метод, розроблений під керівництвом Де-Хвана Кіма та Кі-Чжон Яна, пропонує покращити ефективність сонячних елементів на основі селеніду антимонію (Sb2Se3) шляхом посиленого термічного вирощування кристалів.

Як працює метод покращення

Метод, запропонований дослідниками, полягає у підвищенні швидкості нагріву під час термічної обробки матеріалів. Це веде до більш рівномірного розташування кристалів, що сприяє ефективнішому транспортуванню електричного заряду. Антимоній селенід стає безпечним для екології вибором у виробництві сонячних елементів. Але традиційні пристрої з цим матеріалом часто стикаються з обмеженнями через дефекти та нерівну орієнтацію кристалів, що гальмує рух електронів і дірок.

Вплив швидкої термічної обробки

Завдяки швидкій термічній обробці, як виявила команда, відбувається впорядкований ріст кристалів і зменшується кількість дефектів. Аналізи, такі як скануюча електронна мікроскопія, рентгенівська дифракція та ультрафіолетова фотоелектронна спектроскопія, довели, що поступове підвищення температури призводить до формування дефектних кристалів з випадковою орієнтацією. На противагу цьому, швидке нагрівання забезпечує рівномірний ріст кристалів, полегшуючи проходження електронів.

Ключове звернення Кі-Чжон Яна

Кі-Чжон Янг відзначив: “Це дослідження надає ключ до вирішення однієї з основних обмежень сонячних елементів на основі селеніду антимонію – проблеми орієнтації кристалів та структурних дефектів. Просте контролювання швидкості росту кристалів на ранніх стадіях процесу виготовлення дозволяє максимізувати потенціал матеріалу. Це, сподіваємося, істотно сприятиме майбутньої комерціалізації та розвитку великоформатних модулів.”.

Це дослідження засвідчує, що інноваційні підходи у створенні і використанні екологічно чистих матеріалів можуть не лише підвищити продуктивність сонячних елементів, а й наблизити нас до енергоефективного майбутнього. Комерціалізація і масштабний розвиток таких технологій сприятимуть досягненню сталого розвитку та енергетичної незалежності.