Naujas požiūris į didelio ploto kalcio titanito saulės elementus

Chalkogenido ląstelės turi aukšto šviesos sugerties koeficiento, itin ilgo nešiklio difuzijos ilgio, mažos eksitono surišimo energijos, didelės defektų tolerancijos, reguliuojamo juostos tarpo ir įvairių paruošimo procesų pranašumų; tačiau jie taip pat susiduria su daugybe iššūkių, tokių kaip stabilumas, medžiagos ir poveikis aplinkai.

Anksčiau mes matėme daugiau našumo ir stabilumo pagerėjimo, o didelio masto gamybos procesų įgyvendinimas daugiausia atsispindi pažangioje įrangoje, palyginti nedaug metodų, kuriuose daugiausia dėmesio skiriama chalkogenido sluoksnio pirmtakų medžiagoms, tačiau faktas yra tas, kad chalkogenidiniai saulės elementai yra tik tiek, kiek jose naudojamos medžiagos.

Pavyzdžiui, švino jodido milteliai, kurių kokybė yra vienas iš chalkogenido ląstelės efektyvumo raktų. Neseniai Taivano (Kinija) mokslininkai pademonstravo naują didelio grynumo švino jodido gamybos metodą, kuris gali būti naudojamas kaip kalcio-titano oksido saulės elementų pirmtakas.

Naudojant pirmtaką chalkogenido sluoksniui ir vėlesniems saulės elementams gaminti, geriau kontroliuojama kristalų orientacija, naudojant temperatūrą, todėl efektyvumas didesnis.

Taivano Pramoninių technologijų tyrimų instituto (ITRI) mokslininkų grupė dirbo gamindama švino jodidą (PbI2), kuris yra visų iki šiol geriausiai pagamintų chalkogenido saulės elementų elementas. Remiantis ankstesniais tyrimais, šie mokslininkų tyrimai parodė, kad šios medžiagos grynumas ir sudėtis gali būti pagrindinis veiksnys, kai ji yra integruota į saulės elementą.

Jų išvados aprašytos neseniai paskelbtame RRL Solar straipsnyje „Naujas būdas kontroliuoti pirmenybę švino jodido kristalų orientacijai, siekiant efektyvių, didelio ploto chalkogenido saulės elementų“.

Naujausias grupės darbas parodo, kaip švino jodido kristalinė struktūra ir orientacija galiausiai gali turėti didelės įtakos ląstelių veikimui. Tyrėjai taip pat aprašo paprastą metodą, kaip pasiekti kontrolę naudojant temperatūrą sintezės proceso metu.

Komanda sukūrė 3,68 cm² kamerą, kurios efektyvumas yra 16,08 proc

Padarytas į ląsteles, PbI2, susintetintas aukštesnėje 120 laipsnių Celsijaus temperatūroje, veikė geriausiai, tokia temperatūra būtų paskatinusi didesnį augimą reikiamoje horizontalioje plokštumoje. Ląstelių, pagamintų naudojant PbI2 25 laipsnių Celsijaus temperatūroje, vidutinis efektyvumas siekė tik 8,8 proc., o elementų, pagamintų iš 120 laipsnių Celsijaus apdorotos medžiagos, vidutinis efektyvumas siekė 17 proc., o vienos iš pirmaujančių elementų partijoje siekė 17,96 proc.

Šios ląstelės buvo padidintos iki 3,68 cm2 ploto ir jų efektyvumas siekė 16,08 proc. Grupė mano, kad šis metodas turi didelį potencialą naudoti tiriant didesnius plotus turinčius įrenginius.