Germanium oxide на межі підвищує ефективність та стабільність тонкоплівкових сонячних елементів на основі сульфіду олова

Інноваційний підхід до покращення ефективності сонячних елементів на базі моносульфіду олова

Чи замислювались ви, чому ефективність тонкоплівкових сонячних елементів зазвичай відстає від теоретичних прогнозів? Дослідники з Чоннамського національного університету в Республіці Корея знайшли інноваційний шлях для підвищення ефективності сонячних елементів на базі моносульфіду олова (SnS). Їхня ціль – подолати обмеження багатьох наявних систем.

Тонкий та ефективний – наноразмірний шар германієвого оксиду

Завдяки впровадженню наноразмірного шару германієвого оксиду (GeOx) між молібденовим зворотним контактом і поглиначем SnS, команда дослідників збільшила ефективність пристроїв. Вони зосередилися на нетоксичності й низькій вартості SnS, що робить його перспективним матеріалом для майбутніх досліджень. За словами професора Хео, “Незважаючи на його наноразмірну товщину, цей мікрошар одночасно вирішує кілька давніх проблем”.

Як GeOx покращує ефективність?

Процес осадження парів дозволив дослідникам створити дуже тонкий германієвий шар і використовувати його природне окиснення для формування GeOx. Товщина приблизно у 7 нанометрів дозволяє цьому шару вирішити багато технічних проблем: стримування шкідливих дефектів, блокування небажаної дифузії натрію і запобігання утворенню резистивних фаз.

Завдяки поліпшенню стабільності зворотного контакту і мікроструктури поглинача SnS, збільшується розмір зерен, що полегшує транспорт зарядів. Це підвищує збір зарядів, знижує електричні втрати та підвищує загальну продуктивність пристроїв. Так, ефективність перетворення енергії була підвищена з 3,71% до вражаючих 4,81% за допомогою оптимізації з GeOx.

Вплив на майбутнє технологій

Це відкриття не тільки покращує сонячні елементи, але й має серйозні перспективи для інших галузей. Дослідники зазначають, що подібна оптимізація може вплинути на контактний опір та поведінку у транзисторах, термоелектричних модулях, сенсорах, а також механічну надійність у гнучкій електроніці.

Прислухайся до професора Хео, який зазначає, що “у всіх цих застосуваннях, опанування контактами металів і півпровідників залишається центральним для розвитку пристроїв наступного покоління”. Ця робота відкриває нові шляхи для досліджень у сфері енергетики та смарт-технологій, що робить її вкрай значущою для майбутніх досягнень у галузі альтернативної енергетики.