DGIST досліджує екологічно чисті сонячні елементи з підвищеною ефективністю завдяки швидкому контролю температури

Покращення ефективності сонячних елементів з антимонію селеніду: дослідження від DGIST

Інноваційна команда дослідників з DGIST, очолювана Де-Хваном Кімом, Кі-Чжонгом Янгом та Чунхо Кімом з Національного університету Інчхона, відкрила нову техніку, що може значно підвищити ефективність сонячних елементів з антимонію селеніду (Sb2Se3). Цей прорив ґрунтується на прискоренні швидкості нагрівання під час термічної обробки, що забезпечує формування рівномірно орієнтованих кристалів та покращує транспорт заряду.

Антимоній селенід, як матеріал, вважається екологічно безпечним завдяки складникам – антимонію та селену. Проте, традиційні сонячні пристрої на його основі стикаються з обмеженнями ефективності через дефекти кристалів та їх нерівномірну орієнтацію, що ускладнює рух електронів і дірок.

Швидша термічна обробка – ключ до успіху

Дослідники виявили, що швидка термічна обробка сприяє упорядкованому росту кристалів, зменшуючи дефектність структури. Використання аналітичних методів, таких як скануюча електронна мікроскопія (SEM), рентгенівська дифракція (XRD), ультрафіолетова фотоелектронна спектроскопія (UPS) та інші, підтвердило, що швидкий нагрів забезпечує однорідно вирощені кристали, які сприяють надійному потоку електронів.

Кі-Чжонг Ян зазначив: “Це дослідження надає підказку для вирішення однієї з ключових проблем сонячних елементів з антимонію селеніду, а саме, питань орієнтації кристалів і структурних дефектів. Контролюючи швидкість росту кристалів на ранніх етапах процесу виготовлення, ми можемо максимізувати потенціал матеріалу. Це очікується в значній мірі сприятиме майбутній комерціалізації та розвитку великоформатних модулів.”

Перспективи для майбутнього

Інноваційна методика обіцяє значно підвищити конкурентоздатність сонячних елементів з антимонію селеніду на ринку. Підвищення ефективності та зменшення дефектів може вивести цей матеріал на новий рівень, сприяючи його поширенню у сферах, де традиційні сонячні елементи не справляються з завданням. Впровадження цієї технології може відкрити нові горизонти для альтернативної енергетики, забезпечуючи сталий розвиток та зменшення залежності від неекологічних джерел енергії.