國際小組聯合研發硅藻土太陽能電池 實際效率可達到18.47%

2020-11-27 中自網

   由伊朗塔比亞德·莫代雷斯大學,德黑蘭大學,沙希德·巴哈納爾大學,克爾曼大學,塞姆南大學和科威特大學領導的研究人員對10.33%的高效鉀鈦礦型太陽能電池進行了缺陷分析,他們的分析發現,通過精心控制地向材料中添加缺陷,此效率可以提高到18.84%。

 

  論文中描述提高CZTSSe太陽能電池的效率,工程在吸收層晶格缺陷,發表在太陽能、缺陷的設備進行了分析通過一系列基於有限元數值模擬方法(FEM),最使用的方法來解決工程和數學模型的問題,和有限差分(FD)技術,這近似於衍生品通過結合附近使用一組權重函數值。

 

  科學家指出,克斯特晶體層的各種晶格缺陷,包括空位、間隙和反位缺陷,通常被認為是這些電池低轉換效率的原因。

 

  他們特別分析了硫化銅鋅錫/硒化物(CZTS和CZTSe)和酯層的缺陷。他們表示:「很明顯,缺陷在層的帶隙中產生了陷阱級別。」在缺陷評估的每個部分中,主要缺陷被去除,單元的無缺陷吸收層用每個部分的每個狀態下新的指定缺陷建模。

 

  然而,他們的分析顯示,其中一些缺陷實際上可以提高而不是降低電池效率。密度低於吸收層載流子密度,能級遠離電子的費米能級和帶隙中間的缺陷。費米能級描述了絕對零度溫度下電子能級集合的頂部。

 

  合著者MehranMinbashi說:「我們發現由於吸收層的缺陷工程,鉀長石太陽能電池的性能可以提高50%(相對而言),從10.33%提高到18.47%。」目前,報導過的鉀長石太陽能電池的最高效率是12.6%。

 

  Minbashi補充說,他們現在正致力於將研究結果應用到真正的太陽能電池上。明巴希進一步指出,鉀長石太陽能電池將在這個十年結束時實現商業化生產。

 

  在低成本薄膜太陽能電池中,鉀長石是最有前途的吸光材料候選者之一。凱斯特酸鹽由銅、錫、鋅和硒等常見元素組成,與銅銦硒化鎵(CIGS)化合物不同,未來預計不會出現供應瓶頸。目前,儘管鉀長石仍然落後於CIGS在大規模生產中的效率。

 

  今年,愛沙尼亞的研究人員宣布了一種效率為8.7%的鉀長石電池。2018年8月,澳大利亞研究人員實現了一種基於硫化銅鋅錫或硫化物基酯的電池10%的效率。這種電池的世界紀錄是12.6%,由日本薄膜生產商SolarFrontier在2013年創造。

 

  去年,來自德國柏林亥姆霍茨中心的研究人員透露,他們正試圖用鍺取代錫,用於開發克斯特太陽能電池。

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