硫黄 - 銅 - スズ - 亜鉛鉱山の太陽エネルギー利用の可能性を高めるドイツの研究所はスズをニオブに置き換えました。

硫黄亜鉛、銅 - スズ、銅、錫、亜鉛、及びセレン組成物からなる半導体であり、太陽電池の光吸収材料として使用することができるが、最大変換効率はわずか12.6%に達した同様のCIGS元素組成(CIGS一方)太陽電池は既に20%に達している。

ケステライト半導体変換効率は高くないが、CIGS太陽と同様の構成要素には、原料供給不足が発生しないので、材料が依然としてドイツの光半導体素子研究所ヘルムホルツZentrumのベルリン(の代替CIGS太陽電池であると考えられますHZB)チームは、潜在的なケステライト太陽のアプリケーションを強化するために、そして憲法と半導体の光電子物性との関係を分析するために、本研究では、チームは錫要素ゲルマニウム(ゲルマニウム)を交換することを約束しています。

材料をさらに分析するために、チームはHZBの研究炉BER IIについて、銅、亜鉛、ニオブを分離できる試料を検出するために中性子回折を用いて研究を行い、結晶格子内にある。

▲写真は伝統的なケステイテートカチオンの配置を示している(出典:HZB)

この研究結果は、高効率のケステイト太陽電池は、通常、より少ない銅およびより多くの亜鉛を含有し、同時に、それらは最も低い点欠陥および銅 - 亜鉛不整合を有することを示している。これらは、太陽エネルギー性能を低下させると考えられている。

さらに、材料サンプルケステライト(エネルギーバンドギャップ)のエネルギーギャップを探索する研究は、異なるエネルギーギャップは、導電性材料に影響を与える、太陽光の異なる波長を吸収することができる。、ルネGunder主に半導体の材料特性のエネルギーギャップと言われていると太陽エネルギー変換効率が、研究では、ゲルマニウム金属は、光学的エネルギーギャップを増加させることができる材料は、より多くの光を吸収することができ、太陽電池の変換効率を向上させることが示されています。

教授スーザンスコルが率いる研究チームはkesterites半導体のこのタイプだけでなく、太陽電池に、水素と酸素に水を分割するために太陽エネルギーを使用して、このような光触媒のような他の用途に使用することができ、化学エネルギーへの太陽エネルギーを貯蔵すると考えていると指摘しました。研究は、結晶工学ジャーナル「CrystEngComm」に掲載されました。

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