Нанесення оксиду германію покращує ефективність та стабільність тонкоплівкових сонячних елементів на основі моносульфіду олова

Інновації в тонкоплівкових сонячних елементах: роль германієвого оксиду

А чи знали ви, що тонкоплівкові сонячні елементи на основі сульфіду олова можуть стати ще ефективнішими завдяки інженерному підходу, запропонованому дослідниками з Чхоннамського національного університету в Республіці Корея? Це рішення полягає в застосуванні германієвого оксиду, який вирішує старі проблеми з заднім контактом і відкриває нові можливості для розробки високоефективних сонячних панелей.

Сульфід олова, або SnS, відомий як нетоксичний, дешевий і ефективний поглинач, який може замінити такі рідкісні елементи, як індій, галій та телурій. В теорії його можливості захоплення сонячного світла є вражаючими. Однак на практиці його ефективність зазвичай більш обмежена через структурні дефекти і паразитні реакції на поверхні контакту з металевими електродами.

Германієвий оксид на службі ефективності

Професор Джаєйонг Хео разом з доктором Рахулом Кумаром Ядавом розробили архітектуру, яка вводить ультра тонкий шар германієвого оксиду, або GeOx, між заднім контактом з молібдену та абсорбером SnS. Їхній науковий підхід зосереджений на усуненні дефектів, які заважають ефективності. Формуючи шар завтовшки лише 7 нанометрів, команда змогла створити інтерфейс, який не лише зменшує атомну дифузію, а й істотно покращує оптичні та електронні властивості.

“Незважаючи на свою наносcale товщину, цей інтерфейс вирішує кілька давніх проблем відразу”, пояснює проф. Хео. “Він пригнічує шкідливі глибокі рівневі дефекти, блокує небажану дифузію натрію та запобігає утворенню резистивних фаз молібденового дисульфіду під час високотемпературної виробництва.”

Чому це важливо?

Завдяки застосуванню шару GeOx, дослідники досягли збільшення ефективності перетворення енергії з 3,71% до 4,81%. Це одне з найвищих значень для сонячних елементів на основі SnS, що є суттєвим проривом у галузі альтернативної енергетики. Це досягнення показує, як важливо контролювати металосемікондукторні інтерфейси для досягнення високих результатів у різних галузях технологій.

Дослідники вказують, що подібні стратегії можна застосовувати не лише до сонячних панелей, а й до поліпшення контактних характеристик у тонкоплівкових транзисторах, термоелектричних модулях, а також у сучасних сенсорах і фотодетекторах. Оволодіння метал/напівпровідниковим інтерфейсом є важливим кроком для просування цих пристроїв на новий рівень.

Отже, майбутнє за іннова