Германієвий оксид підвищує ефективність та стабільність тонкоплівкових сонячних елементів з моносульфіду олова

Покращення ефективності тонкоплівкових сонячних елементів: новий підхід з використанням нанометрозавтовсткого оксиду германію

В сучасному світі, де альтернативна енергетика набирає обертів, поліпшення технологій збору сонячної енергії стоїть на першому місці. Дослідники з Чоннамського національного університету в Республіці Корея зробили визначний крок у цій галузі. Вони продемонстрували, як нанометрозавтовстка оксид германію може значно підвищити ефективність тонкоплівкових сонячних елементів на основі моносульфіду олова (SnS), покращуючи задній контакт з металевим електродом.

Моносульфід олова, крім того, що є нетоксичним і доступним за вартістю, має відмінні оптичні та електричні властивості для збору сонячного світла. Проте на практиці його ефективність часто залишається нижчою за очікувану через структурні дефекти та небажані хімічні реакції на межах стику з металевими контактами.

Інноваційна архітектура пристрою

Команда, очолювана професором Вангом Хео та доктором Рахулом Кумаром Ядавом, представила нову архітектуру пристрою. Вона полягає у використанні ультратонкого шару оксиду германію (GeOx) між молібденовим заднім контактом та абсорбентом SnS. Цей підхід дозволяє адресувати глибокі дефекти та небажані хімічні фази, що виникають під час обробки.

Завдяки використанню процесу осадження парів, дослідники змогли створити шар GeOx товщиною всього в 7 нанометрів, що відповідає промисловим стандартам. “Незважаючи на свою нано-рівень товщини, цей внутрішній шар вирішує кілька давніх проблем одночасно,” – зазначає професор Хео.

Підвищення ефективності

Цей шар GeOx не лише стабілізує межі, але і покращує мікроструктуру абсорбента SnS. Як результат, утворюються більші та однорідніші зерна, які полегшують транспорту електрики, збільшують збір зарядного струму та зменшують електричні втрати. Ефективність перетворення потужності зросла з 3,71% до 4,81%, що є одним із найвищих показників для SnS-сонячних елементів.

Вплив за межами фотогальваніки

Ця інновація має потенціал для застосування в багатьох інших галузях. Оптимізація метал-семiconductor меж може покращити контактний опір в транзисторах, підвищити ефективність в термоелектричних модулях, збільшити чутливість сенсорів та покращити надійність гнучкої електроніки.

Отже, ключ до розвитку пристроїв наступного покоління – це контроль за металево-семiconductor межами. Майбутнє в альтернативній енергетиці вже на горизонті завдяки титан