Команда дослідників DGIST покращує ефективність екологічно чистих сонячних елементів за допомогою швидкого контролю температури
Прорив у вдосконаленні сонячних елементів на основі селеніду антимонію
Чи знали ви, що підвищена ефективність у виробництві сонячних елементів може бути досягнута шляхом експериментального підходу до нагрівання? Саме це показали результати дослідження команди з DGIST під керівництвом Де-Хвана Кіма та Кіє-Чжонга Янга, спільно з Джунхо Кімом з Національного університету Інчхона. Цей прорив відкриває нові горизонти у використанні селеніду антимонію (Sb2Se3) як матеріалу для сонячних елементів.
Суть методу полягає в тому, щоб прискорити процес нагрівання під час термічної обробки матеріалів для виготовлення сонячних елементів. Це забезпечує рівномірне зростання орієнтованих кристалів, що сприяє ефективнішому транспорту зарядів. Раніше традиційні пристрої на основі селеніду антимонію стикалися з обмеженнями ефективності через виникнення дефектів і нерівномірну орієнтацію кристалів, що уповільнювало рух електронів і дірок.
Швидкість нагрівання як ключовий фактор
Дослідники виявили, що швидка термічна обробка є запорукою успіху. Вона підтримує впорядковане зростання кристалів і суттєво зменшує дефекти. Аналітичні методи, такі як скануюча електронна мікроскопія (SEM), рентгенівська дифракція (XRD) та ультрафіолетова фотоелектронна спектроскопія (UPS), підтвердили цю гіпотезу. Поступове підвищення температури зазвичай призводить до формування дефектних кристалів з випадковою орієнтацією, натомість швидке нагрівання забезпечує їхню рівномірну та упорядковану структуру.
У зв’язку з цим Кіє-Чжонг Янга зазначив: “Це дослідження надає підказку для вирішення однієї з ключових обмежень сонячних елементів на основі селеніду антимонію, а саме проблеми орієнтації кристалів і структурних дефектів. Контролюючи швидкість зростання кристалів на ранній стадії процесу виготовлення, ми можемо максимізувати потенціал матеріалу. Це має великий потенціал для сприяння комерціалізації та розвитку модулів великої площі.”
Шлях до комерціалізації
Дослідження, у якому брали участь Джеабек Лі та Баширу Кадірі-Інгліш як співперш автори, отримало значну підтримку від корейських урядових програм. Це тільки підкреслює важливість проекту для розвитку зеленої енергетики. Як заявляють вчені, належний контроль над процесом зростання кристалів може стати ключем до широкомасштабного виробництва сонячних елементів нового покоління. За умови успішної комерціалізації, це може швидко перетворити селенід антимонію на популярний вибір для виробників екологічно чистої енергії.
