DGIST досліджує підвищення ефективності екологічно чистих сонячних елементів за допомогою швидкого контролю температури

Поліпшення ефективності сонячних елементів з антимонію селеніду: нові технології від команди DGIST

Сучасний світ постійно рухається до стійкості, і альтернативна енергетика відіграє в цьому ключову роль. Останнім часом команда дослідників з DGIST під керівництвом Де-Хвана Кіма та Кі-Чжонг Яна, у співпраці з Джунхо Кімом з Національного університету Інчхон, досягла значного прориву в підвищенні ефективності сонячних елементів з антимонію селеніду (Sb2Se3). Інноваційний підхід полягає у зміні швидкості нагрівання під час термічної обробки матеріалу, що сприяє більш рівномірному утворенню кристалів та покращує перенесення заряду.

Чому антимоній селенід?

Антимоній селенід складається з екологічно безпечних елементів, зокрема антимонію та селену, що робить його привабливим для виробництва сонячних елементів. Однак, традиційні методи обробки цього матеріалу стикаються з обмеженнями ефективності через дефекти та нерівну орієнтацію кристалів, що обмежує рух електронів і дірок.

Прорив у швидкості нагрівання

Команда DGIST виявила, що швидке підвищення температури під час термічної обробки може суттєво покращити впорядкованість кристалічних структур і зменшити кількість дефектів. Використовуючи аналітичні методи, такі як скануюча електронна мікроскопія (SEM) та рентгенівська дифракція (XRD), дослідникам вдалося підтвердити, що поступове підвищення температури веде до дефектних, випадково орієнтованих кристалів. Водночас, швидке нагрівання сприяє утворенню рівномірно вирощених кристалів, що забезпечує більш ефективне перенесення електронів.

Майбутнє сонячних технологій

Кі-Чжонг Ян зазначив: “Це дослідження надає ключ до вирішення однієї з основних проблем сонячних елементів на основі антимонію селеніду, а саме, питань орієнтації кристалів і структурних дефектів. Просте контролювання швидкості зростання кристалів на ранній стадії процесу виготовлення дозволяє максимально використати потенціал матеріалу. Це має величезне значення для майбутньої комерціалізації та розробки великих модулів.”

Розробки в цій області відкривають нові горизонти для екологічної енергії та можуть прискорити перехід до більш стійкого енергетичного майбутнього. Сонячні елементи з антимонію селеніду можуть стати одним з ключових компонентів у боротьбі з кліматичними змінами, забезпечуючи енергію без шкоди для навколишнього середовища.