Исследователи создают солнечный элемент из селена-силикона

Архитектура устройства трех концевого монолитного селена/кремниевого тандемного солнечного элемента.(A) Схематическая иллюстрация структуры устройства с использованием Znmgo или TiO2 в качестве контакта n -типа.(б) СЭМ-изображение поперечного сечения тандемного солнечного элемента.Фотографии устройства также показаны.Кредит: PRX Energy (2024).Doi: 10.1103/prxenergy.3.013013

Команда физиков и инженеров в Техническом университете Дании сообщает, что можно построить работающий солнечный батарек селена -силикона, комбинация, которая может теоретически повысить эффективность солнечных элементов до 40%.Исследование опубликовано в журнале PRX Energy.

Солнечные элементы произвели революцию в производстве электричества.Использование солнечной энергии снизило зависимость от ископаемого топлива, что, в свою очередь, привело к сокращению выбросов парниковых газов, вызывающих изменение климата.Но солнечные элементы по -прежнему имеют много возможностей для улучшения - они в настоящее время захватывают приблизительно 27% энергии в солнечном свете, которая поражает их, фигура, которая находится вблизи теоретического предела для такой технологии.

Предыдущие исследования показали, что способ обойти неэффективность, присущую солнечным элементам на основе кремния, является добавление слоев других материалов, которые также захватывают некоторую энергию солнца, увеличивая длины волны, которые могут быть поглощены.

Для этого нового исследования исследовательская группа обратилась к Selenium, полупроводникому материалу, который использовался для изготовления солнечных элементов до того, как ученые обнаружили, что кремний был более подходящим.Команда выбрала его, потому что обладает различными фотонными свойствами, характерными, которая позволяет создавать солнечный элемент с двойным материалом, и имеет широкую полос.

Чтобы сделать ячейку, исследователи создали бутерброд.Они начали со стандартного кремниевого основания, добавили некоторые оксидные слои, а затем добавили тонкую пленку селена.Поместив его на солнечный свет показал, что комбинированная ячейка была способна генерировать 1,68 вольт электроэнергии и что она имела эффективность конверсии 2,7%.

Исследовательская группа описывает свою тандемную клетку как многообещающую, отмечая, что ее эффективность может быть повышена в 10 раз просто за счет улучшения сопротивления, что снизит потерю напряжения.Их расчеты показывают, что уточнение клетки должна в какой -то момент привести к рейтингу эффективности приблизительно 40%.

Больше информации: Расмус Нильсен и др., Монолитные селена/кремниевые тандемные солнечные батареи, энергия PRX (2024).Doi: 10.1103/prxenergy.3.013013