新分子前驅(qū)體用于薄膜太陽(yáng)能電池，實(shí)現(xiàn)效率化最高效

印度科學(xué)家已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種新的分子前體，用于硅藻土太陽(yáng)能電池。他們用這種電池制造了一種超級(jí)太陽(yáng)能電池，據(jù)說(shuō)其效率是有記錄以來(lái)最高的。他們依靠低溫工藝制造該設(shè)備。

印度SRM科學(xué)技術(shù)研究院（SRMIST）的科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種新的分子前驅(qū)體，該分子可用于基于相同化合物的硅藻土薄膜中，用于薄膜太陽(yáng)能電池。

他們?cè)谧罱l(fā)表在《太陽(yáng)能》上的“低溫下全溶液處理功能層的超導(dǎo)型CZTS太陽(yáng)能電池”中展示了他們的發(fā)現(xiàn)。用該前驅(qū)體構(gòu)建了基于鈦氧化物一維納米結(jié)構(gòu)的酯酸／硫化鎘異質(zhì)結(jié)的超導(dǎo)型太陽(yáng)能電池。

在250℃的溫和退火溫度下，不硫化就制得了鎂橄欖石膜。然后將其用于異質(zhì)結(jié)電池中，該電池具有氟摻雜的氧化錫，二氧化鈦，硫化鎘，硅藻土和鋁的層。

科學(xué)家解釋說(shuō)：“超態(tài)配置能夠克服重新組合損失，也可以提供額外的優(yōu)勢(shì)，允許更容易實(shí)現(xiàn)光捕獲，改進(jìn)后的背觸點(diǎn)設(shè)計(jì)，或?qū)崿F(xiàn)串聯(lián)器件結(jié)構(gòu)?！?/p>

低溫制造工藝可以防止硫化鎘的擴(kuò)散和摻雜氟的氧化錫層的降解，同時(shí)使低成本制造成為可能。該電池的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到1．04％，科學(xué)家們說(shuō)，這是現(xiàn)有文獻(xiàn)中此類(lèi)設(shè)備的最高水平之一。

kesterite層是基于研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)的一種前體溶液。將氯化銅、二水合醋酸鋅、二水合氯化錫和硫代乙酰胺溶于10 ml 2－甲氧基乙醇中，攪拌10分鐘，得到黃色透明溶液。采用鍍鉬鈉石灰玻璃作為酯膜的基材。

科學(xué)家們說(shuō)：“使用前驅(qū)溶液通過(guò)浸涂的方法制備了CZTS薄膜，然后在130℃干燥，然后在500℃氬氣中退火30分鐘?！?/p>

然后在環(huán)境條件下將溶液存放在一個(gè)封閉的玻璃瓶中觀察其穩(wěn)定性。紫外可見(jiàn)光譜顯示其吸光度性質(zhì)無(wú)明顯變化。通過(guò)x射線(xiàn)衍射（XRD）拍攝的圖像也顯示得到的薄膜均勻光滑，并且kesterite的顆粒覆蓋了整個(gè)基底。薄膜在一個(gè)簡(jiǎn)單的異質(zhì)結(jié)器件中進(jìn)行測(cè)試，器件由玻璃、鉬、氯酯、硫化鎘和鋁制成，頂部電極采用無(wú)真空層壓導(dǎo)電帶。

研究人員說(shuō)：“所有的結(jié)果，包括霍爾效應(yīng)的測(cè)量以及異質(zhì)結(jié)器件的特性，都證實(shí)了器件質(zhì)量?jī)?yōu)良的CZTS吸收層的形成，這將引導(dǎo)未來(lái)的工作，以制造最佳的高效率薄膜太陽(yáng)能電池?！?/p>

他們對(duì)該設(shè)備進(jìn)行了霍爾效應(yīng)測(cè)量，并聲稱(chēng)該薄膜的p型半導(dǎo)體特性顯示了優(yōu)越的移動(dòng)性值。他們還研究了霍爾系數(shù)，該系數(shù)描述了電流通過(guò)導(dǎo)電材料時(shí)的變化情況。研究人員說(shuō)，電池顯示了很有前途的價(jià)值，尤其是短路電流（ISC）和開(kāi)路電壓（VOC）。

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