高能帶彎曲SnS介面  可提高薄膜太陽能電池效能

隨著碳中和(利用再生能源累積的減碳量與企業排放的二氧化碳量達到相互抵銷)意識的提高,為因應全球暖化與自然災害風險提高的變化,太陽能電池將成為重要的可再生能源之一。

其中,薄膜太陽能電池由具有強光吸收能力的化合物半導體組成,原材料需求度低,生產起來更輕,成本也較低。在多種環保的薄膜太陽能電池開發中,硫化錫(SnS)太陽能電池展現巨大的潛力,且SnS具有高度環保性,因為它不含有毒性元素。

圖/123RF

然而多年來,SnS電池一直難以提高能量轉化效率,由於開路電壓(電池在斷路時,正負電位的差值)較低,其轉換效率僅達到5%。近期研究人員試著提高能帶彎曲(能帶彎曲是指當半導體表面存在垂直的外加電場時,半導體中各處靜電位就不同,則能帶就相應地發生彎曲)來提高其轉化效率。

日本東北大學新材料綜合研究所助理教授Issei Suzuki成功展示了高能帶彎曲的SnS介面,以獲得更高的開路電壓。鈴木教授說:「我們使用光電子能譜分析氧化鉬沉積在SnS界面的電子結構,並確認介面達到了高開路電壓。」

這也並非鈴木首次在SnS薄膜太陽能電池領域取得突破。2021年12月,他領導的另一團隊生產出了世界上第一個能在薄膜中形成同質結的N型SnS薄膜。

該小組透過減少SnS薄膜中的硫元素比,並在其n型與p型層中採用同質結結構,打造出適用於SnS薄膜太陽能電池的結構組成。相信具有高轉換效率的同質結太陽能電池指日可待!(編譯/高晟鈞)

資料來源:PHYS.ORG

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