Verbesserung des Potenzials von Solarenergieanwendungen für Schwefel-Kupfer-Zinn-Zink-Erz

Sulfur Zink Kupfer-Zinn ein Halbleiter ist, bestehend aus Kupfer, Zinn, Zink und Selen-Zusammensetzung, kann als das lichtabsorbierende Material der Solarzelle verwendet werden, aber der maximale Umwandlungswirkungsgrad erreicht nur 12,6%, während ein ähnliche CIGS elementare Zusammensetzung (CIGS ) Solarzellen haben bereits 20% erreicht.

Selbst Kesterit Halbleiter-Umwandlungseffizienz ist nicht hoch, aber die Bestandteile ähnlich den CIGS-Solar, Rohstoffversorgung Mangel nicht auftritt, und deshalb wird das Material noch CIGS-Solarzellen Alternative in Betracht gezogen deutsches optoelektronischen Halbleiterelement Labor Helmholtz-Zentrum Berlin ( HZB) Team engagiert sich für die potenziellen Kesterit Solaranwendungen zu verbessern, und die Beziehung zwischen der Verfassung und optoelektronischen Eigenschaften von Halbleitern, und in dieser Studie zu analysieren, das Team das Zinn Element Germanium (Germanium) zu ersetzen.

Um das Material weiter zu analysieren, forschte das Team am Forschungsreaktor BER II des HZB. Mittels Neutronenbeugung konnten Proben nachgewiesen werden, die Kupfer, Zink und Thorium trennen und so bleiben können Innerhalb des Kristallgitters.

▲ Bild zeigt die Anordnung traditioneller Kesterit-Kationen (Quelle: HZB)

Die Ergebnisse zeigen, dass hocheffiziente Kesterit-Solarzellen in der Regel weniger Kupfer und mehr Zink enthalten, gleichzeitig aber die geringsten Punktdefekte und Kupfer-Zink-Fehlstellungen aufweisen.Wenn mehr Kupferelemente vorhanden sind, ist der Konzentrationspunktdefekt leichter Und diese sollen die Solarenergie-Leistung senken.

Sind Untersuchungen, um die Energielücke der Materialprobe Kesterit (Energiebandlücke) zu erforschen, die Haupt René Gunder der Energielücke der Materialeigenschaften des Halbleiters. Unterschiedliche Energielücke verschiedene Wellenlängen des Sonnenlichts absorbieren kann, um dadurch das leitende Material zu beeinträchtigen, und Solarenergieumwandlungswirkungsgrad, aber Studien hat gezeigt, dass das Metall Germanium, die optische Energielücke erhöhen kann, kann das Material mehr Licht absorbieren und die Umwandlungseffizienz der Solarzelle zu erhöhen.

Studie unter Leitung von Professor Susan Schorr bemerkte Team glaubt, dass diese Art von kesterites Halbleiter nicht nur für die Solarzelle, in anderen Anwendungen verwendet werden kann, wie der Photokatalysator, Solarenergie mit Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten, und wie in chemischer Energie speichert Solarenergie. die Studie wurde in Kristall-Engineering Journal „CrystEngComm“ veröffentlicht.