印度研發硅藻土電池新型分子前體   製造最佳高效率太陽能電池

2020-09-22 鋰電在線

導讀：印度科學家已經開發出一種新的分子前體，用於硅藻土太陽能電池。他們用這種電池製造了一種超級太陽能電池，據說其效率是有記錄以來最高的。他們依靠低溫工藝製造該設備。

印度SRM科學技術研究院（SRMIST）的科學家開發了一種新的分子前驅體，該分子可用於基於相同化合物的硅藻土薄膜中，用於薄膜太陽能電池。

他們在最近發表在《太陽能》上的「低溫下全溶液處理功能層的超導型CZTS太陽能電池」中展示了他們的發現。用該前驅體構建了基於鈦氧化物一維納米結構的酯酸/硫化鎘異質結的超導型太陽能電池。

在250℃的溫和退火溫度下，不硫化就製得了鎂橄欖石膜。然後將其用於異質結電池中，該電池具有氟摻雜的氧化錫，二氧化鈦，硫化鎘，硅藻土和鋁的層。

科學家解釋說:「超態配置能夠克服重新組合損失，也可以提供額外的優勢，允許更容易實現光捕獲，改進後的背觸點設計，或實現串聯器件結構。」

低溫製造工藝可以防止硫化鎘的擴散和摻雜氟的氧化錫層的降解，同時使低成本製造成為可能。該電池的轉換效率達到1.04%，科學家們說，這是現有文獻中此類設備的最高水平之一。

kesterite層是基於研究人員已經開發的一種前體溶液。將氯化銅、二水合醋酸鋅、二水合氯化錫和硫代乙醯胺溶於10 ml 2-甲氧基乙醇中，攪拌10分鐘，得到黃色透明溶液。採用鍍鉬鈉石灰玻璃作為酯膜的基材。

科學家們說:「使用前驅溶液通過浸塗的方法製備了CZTS薄膜，然後在130℃乾燥，然後在500℃氬氣中退火30分鐘。」

然後在環境條件下將溶液存放在一個封閉的玻璃瓶中觀察其穩定性。紫外可見光譜顯示其吸光度性質無明顯變化。通過x射線衍射(XRD)拍攝的圖像也顯示得到的薄膜均勻光滑，並且kesterite的顆粒覆蓋了整個基底。薄膜在一個簡單的異質結器件中進行測試，器件由玻璃、鉬、氯酯、硫化鎘和鋁製成，頂部電極採用無真空層壓導電帶。

研究人員說:「所有的結果，包括霍爾效應的測量以及異質結器件的特性，都證實了器件質量優良的CZTS吸收層的形成，這將引導未來的工作，以製造最佳的高效率薄膜太陽能電池。」

他們對該設備進行了霍爾效應測量，並聲稱該薄膜的p型半導體特性顯示了優越的移動性值。他們還研究了霍爾係數，該係數描述了電流通過導電材料時的變化情況。研究人員說，電池顯示了很有前途的價值，尤其是短路電流(ISC)和開路電壓(VOC)。

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