Доступная и масштабируемая стратегия изготовления эффективных кремниевых солнечных элементов с гетеропереходом

31 августа 2023 г.

Эта статья была проверена в соответствии с редакционным процессом и политикой Science X. Редакторы выделили следующие атрибуты, гарантируя при этом достоверность контента:

проверенный фактами

рецензируемое издание

надежный источник

корректура

Ингрид Фаделли, Tech Xplore

Кремниевый гетеропереход (SHJ), солнечные элементы на основе гетероперехода между полупроводниками с различной шириной запрещенной зоны, являются одной из наиболее перспективных фотоэлектрических технологий. До сих пор эти элементы демонстрировали замечательную эффективность преобразования энергии и хорошую эксплуатационную стабильность.

Несмотря на свой большой потенциал и заметные преимущества, солнечные элементы SHJ обычно изготавливаются из редких и дорогих материалов, что ограничивает их широкое распространение. Кроме того, их изготовление зачастую несовместимо с существующими производственными процессами, что еще больше усложняет их крупномасштабное производство.

Группа исследователей из Сучжоу Maxwell Technologies Co., Нанкайского университета и других институтов Китая недавно представила новую стратегию проектирования и производства, которая может снизить затраты на солнечные технологии SHJ без резкого снижения их эффективности. В статье, опубликованной в журнале Nature Energy, команда представила весьма многообещающие результаты, достигнутые с помощью солнечных элементов, произведенных с использованием предложенной ими стратегии.

«Ограниченные поставки редкого индия и высокая стоимость серебряной пасты являются одними из наиболее важных проблем, с которыми столкнутся солнечные элементы SHJ», — написали в своей статье Цао Юй, Цяоцзяо Цзоу и их коллеги. «Чтобы преодолеть препятствие, связанное с прозрачными электродами на основе индия для эффективных солнечных элементов SHJ, мы успешно подготовили дешевые и массово производимые электродные материалы из нелегированного оксида олова (SnOx) путем распыления при комнатной температуре».

Ю, Чжоу и его коллеги смогли изготовить новые прозрачные электроды (т.е. важные компоненты солнечных элементов SHJ) на основе нелегированного SnOx, используя масштабируемую технику осаждения, совместимую с существующими производственными процессами. В ходе первоначальных испытаний было обнаружено, что эти материалы демонстрируют весьма выгодные свойства, которые привели к превосходным характеристикам солнечных элементов команды.

«Используя природный дефект кислородных вакансий, подвижность носителей и удельное сопротивление подготовленных материалов достигли 22 см2 В-1 с-1 и 2,38 × 10-3 Ом см соответственно», — написали Ю, Цзоу и их коллеги в своей статье.

«Солнечный элемент SHJ с нелегированным передним прозрачным электродом SnOx продемонстрировал эффективность 24,91%. Кроме того, пленки SnOx обладают превосходной химической стабильностью и могут противостоять коррозии растворами кислот и щелочей во время процессов гальваники. Наконец, солнечные элементы SHJ с гальваническим медным электродом и Были изготовлены двусторонние прозрачные электроды на основе индия, уменьшенные вдвое, и достигнут сертифицированный КПД 25,94% (общая площадь 274,4 см2).