Корейские учёные повысили эффективность элементов из моносульфида олова с помощью новой обработки
Аккумулятор FIAMM 12FGL42
Исследователи из Южной Кореи повысили эффективность солнечных элементов из моносульфида олова (SnS) с помощью последующей обработки фторидом калия и процесса осаждения из паровой фазы. Эффективность преобразования энергии в обработанных солнечных элементах составила 4,10 %, а количество мест рекомбинации уменьшилось по сравнению с 3,42 % в необработанных элементах.
Исследование, проведённое Национальным университетом Чоннам в Южной Корее, позволило повысить эффективность солнечных элементов из моносульфида олова (SnS) с помощью последующей обработки фторидом калия (KF) и процесса осаждения из паровой фазы (VTD). Обработанные солнечные элементы имели эффективность преобразования энергии 4,10 % и меньшее количество участков рекомбинации по сравнению с контрольными устройствами.
По словам первого автора исследования Рахула Кумара Ядава, эта тема дополняет более раннее исследование исследовательской группы по изучению межслойного соединения оксида германия (GeOx), в котором эффективность преобразования составила 4,81 %.
“Обработка KF улучшает внутреннее качество поверхности поглотителя SnS, обеспечивая превосходную основу для последующего проектирования интерфейса, в то время как промежуточный слой GeOx оптимизирует выравнивание полос и подавляет рекомбинацию на заднем контакте”, - сказал Кумар Ядав.
«В рамках нашей текущей работы мы активно комбинируем обработку поверхности KF с разработкой интерфейса GeOx на обратной стороне, поскольку ожидаем, что их интеграция позволит ещё больше повысить напряжение, стабильность работы и общую эффективность устройства», — добавил он.
В ходе исследования учёные варьировали концентрацию раствора плавиковой кислоты, чтобы оценить влияние обработки поверхности плавиковой кислотой методом капельного нанесения на структурные, морфологические и фотоэлектрические свойства абсорбирующих слоёв VTD-SnS.
Тестирование показало, что обработка KF улучшила «однородность, плотность и смачиваемость плёнки» Устройства на основе оптимизированного поглотителя SnS, обработанного KF, имели коэффициент полезного действия 4,10 %, что лучше, чем 3,42 % у необработанных устройств. Дальнейший анализ показал, что количество мест рекомбинации уменьшилось.
«Последующая обработка раствора с использованием KF выполняет функцию модуляции поверхности, улучшая связь между зёрнами, снижая шероховатость поверхности и пассивируя электрически активные дефекты», — сказал Кумар Ядав, добавив, что в результате повышается напряжение холостого хода и коэффициент заполнения, что позволяет повысить эффективность «без изменения общей архитектуры устройства».
Исследователи пришли к выводу, что их работа представляет собой «масштабируемую стратегию для преодоления ключевых ограничений на границе раздела» и для развития тонкоплёночных фотоэлектрических систем на основе сульфида свинца.
В исследовании также принимали участие Корейский аэрокосмический университет и Национальный университет Кёнпук.
Работа подробно описана в статье «Изменение морфологии поверхности с помощью последующей обработки раствором фторида калия позволяет добиться эффективности тонкоплёночных солнечных элементов VTD-SnS более 4 %», опубликованной в Materials Today Energy.
Заглядывая в будущее, группа сосредоточена на разработке тонкопленочных солнечных элементов SnS с КПД выше 4% “за счет согласованной поверхности поглощения, интерфейса гетероперехода и разработки заднего интерфейса при сохранении совместимости с масштабируемыми производственными процессами”, - сказал Кумар Ядав.