Được cung cấp bởi DGIST (Viện Khoa học và Công nghệ Daegu Kyungbuk)]
Mời đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
Một nhóm các nhà nghiên cứu đã hợp tác để mô tả sự phân tách lỗ electron trong lớp hấp thụ ánh sáng của pin mặt trời màng mỏng kesterite. Nghiên cứu này được kỳ vọng sẽ cải thiện hiệu suất của pin mặt trời và thúc đẩy việc sử dụng năng lượng xanh. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Năng lượng Carbon .
Chuẩn bị mẫu và mẫu khắc FIB. (A) Quy trình chuẩn bị mẫu của thiết bị CZTSSe linh hoạt và các mẫu được khắc FIB. Nguồn: Năng lượng Carbon (2024). DOI: 10.1002/cey2.434
Là một thiết bị tạo ra điện bằng cách chuyển đổi năng lượng ánh sáng từ mặt trời thành năng lượng điện, pin mặt trời đang thu hút sự chú ý như một nguồn năng lượng tiếp theo vì chúng thân thiện với môi trường và có thể sử dụng nguồn năng lượng mặt trời không giới hạn. Đặc biệt, pin mặt trời màng mỏng kesterite làm bằng vật liệu như đồng, kẽm và thiếc có ưu điểm là cân bằng tài nguyên và tiết kiệm chi phí. Bất chấp nghiên cứu được tiến hành cho đến nay, hiệu suất của pin mặt trời màng mỏng kesterite vẫn tương đối thấp.
Pin mặt trời màng mỏng Kesterite hấp thụ ánh sáng từ mặt trời để tạo ra các electron và lỗ trống, chúng kết hợp lại với nhau để tạo ra điện. Tuy nhiên, trong quá trình này có xảy ra tổn thất. Để giải quyết vấn đề này, việc xác định bản chất của sự phân tách electron-lỗ trống khiến electron và lỗ trống tách ra nhanh chóng là rất quan trọng.
Trong bối cảnh đó, nghiên cứu này đã sử dụng kính hiển vi thăm dò quét để mô tả sự phân tách lỗ điện tử bên trong và tại giao diện giữa các tinh thể trong lớp hấp thụ ánh sáng. Nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu các đặc điểm cấu trúc của lớp hấp thụ ánh sáng và hiệu quả tách electron-lỗ trống. Quan trọng nhất, họ đã phân tích chi tiết mức năng lượng khác nhau bên trong và ở bề mặt phân cách của tinh thể ảnh hưởng như thế nào đến sự phân tách lỗ electron.
Nhóm nghiên cứu, bao gồm Kee-jeong Yang, Dae-hwan Kim và Jin-gyu Kang tại Phòng Công nghệ Năng lượng & Môi trường, DGIST và những người khác, cho biết mức năng lượng cao hơn ở bề mặt tinh thể và gần - Diện tích bề mặt của lớp hấp thụ ánh sáng của pin mặt trời màng mỏng và các electron di chuyển bên trong tinh thể, cho phép dòng chảy trong tinh thể chiếm ưu thế trong dòng điện. Tuy nhiên, những hành vi trái ngược lại xuất hiện bên trong lớp hấp thụ ánh sáng. Trong trường hợp này, các khuyết tật ở bề mặt tinh thể có thể gây ra tổn thất tái hợp electron-lỗ trống.
Nhóm nghiên cứu đề xuất tầm quan trọng của việc tạo ra đồng đều lớp hấp thụ ánh sáng với mức năng lượng cao hơn ở giao diện giữa các tinh thể so với bên trong tinh thể để nâng cao hiệu quả của pin mặt trời màng mỏng kesterite; doping nguyên tố thích hợp có thể được sử dụng để làm như vậy.
Nhà nghiên cứu cấp cao Kee-jeong Yang tại Phòng Công nghệ Năng lượng & Môi trường cho biết: “Mặc dù kính hiển vi lực nguyên tử cho đến nay vẫn chỉ giới hạn ở bề mặt của lớp hấp thụ ánh sáng trong lĩnh vực nghiên cứu pin mặt trời, nhưng nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng như nó gợi ý”. phương pháp có thể được sử dụng để phân tích toàn bộ lớp hấp thụ ánh sáng và kết quả của nó.
“Phương pháp kính hiển vi lực nguyên tử được sử dụng trong nghiên cứu này dự kiến sẽ cung cấp hướng dẫn để hiểu bản chất của hành vi hạt tải điện không chỉ trong pin mặt trời màng mỏng mà còn trong nhiều ứng dụng khác.”
