Nový prístup k veľkoplošným kalcium titanitovým solárnym článkom

Chalkogenidové bunky majú výhody vysokého koeficientu absorpcie svetla, ultra dlhej difúznej dĺžky nosiča, nízkej väzbovej energie excitónu, vysokej tolerancie defektov, nastaviteľnej šírky pásma a rôznych procesov prípravy; čelia však aj mnohým výzvam, ako je stabilita, materiály a vplyv na životné prostredie.

Predtým sme boli svedkami väčšieho zlepšenia výkonu a stability a realizácia rozsiahlych výrobných procesov sa väčšinou odráža v pokročilých zariadeniach, pričom relatívne málo prístupov sa zameriava na prekurzorové materiály pre chalkogenidovú vrstvu, ale faktom je, že chalkogenidové solárne články sú len také dobré ako materiály použité v nich.

Napríklad prášok jodidu olovnatého, ktorého kvalita je jedným z kľúčov k účinnosti chalkogenidového článku. Nedávno vedci z Taiwanu v Číne demonštrovali nový spôsob výroby vysoko čistého jodidu olovnatého, ktorý možno použiť ako prekurzorový materiál pre solárny článok s oxidom vápenatým a titánovým.

Pri použití prekurzorového materiálu na výrobu chalkogenidovej vrstvy a následných solárnych článkov sa dosiahne lepšia kontrola orientácie kryštálov pomocou teploty, čo vedie k vyššej účinnosti.

Skupina vedcov z Výskumného inštitútu priemyselných technológií (ITRI) na Taiwane pracovala na výrobe jodidu olovnatého (PbI2), prvku vo všetkých doteraz najlepšie vyrábaných chalkogenidových solárnych článkoch. Na základe predchádzajúcich výskumov štúdie týchto vedcov ukázali, že čistota a zloženie tohto materiálu môže byť kľúčovým faktorom výkonu po jeho integrácii do solárneho článku.

Ich zistenia sú opísané v nedávnom článku v RRL Solar s názvom „Nová metóda kontroly preferenčnej orientácie kryštálov jodidu olovnatého na dosiahnutie účinných veľkoplošných chalkogenidových solárnych článkov“.

Najnovšia práca skupiny ukazuje, ako môže mať kryštalická štruktúra a orientácia jodidu olovnatého v konečnom dôsledku významný vplyv na výkonnosť buniek. Výskumníci tiež opisujú jednoduchú metódu na dosiahnutie kontroly pomocou teploty počas procesu syntézy.

Tím vytvoril bunku s plochou 3,68 cm² s účinnosťou 16,08 percenta

Keď sa vyrobili bunky, PbI2 syntetizovaný pri vyššej teplote 120 stupňov Celzia fungoval najlepšie, čo je teplota, ktorá by viedla k väčšiemu rastu v požadovanej horizontálnej rovine. Články vyrobené s PbI2 pri 25 stupňoch Celzia mali priemernú účinnosť iba 8,8 percenta, zatiaľ čo články vyrobené z materiálu ošetreného 120 stupňmi Celzia mali priemernú účinnosť 17 percent, pričom jeden z majstrovských článkov v sérii meral 17,96 percenta.

Tieto články boli zväčšené na plochu 3,68 cm2 a dosiahli účinnosť 16,08 percenta. Skupina verí, že táto metóda má silný potenciál na použitie pri štúdiu zariadení s väčšími plochami.