Chúng tôi rất vui mừng được chia sẻ những tiến bộ đột phá trong lĩnh vực công nghệ năng lượng mặt trời, đặc biệt là làm nổi bật một loại pin mặt trời màng mỏng mới nổi: Cu 2 BaSn(S,Se) 4 . Thiết kế pin mặt trời sáng tạo này đã thu hút được sự chú ý đáng kể vì các đặc tính đáng chú ý của nó, nhưng nó đã gặp phải những thách thức trong việc tiếp cận thị trường do hiệu suất chuyển đổi điện năng (PCE) hiện tại chỉ đạt 6,17%.
Tăng hiệu quả với bộ đệm và tối ưu hóa ngăn xếp dưới cùng trong pin mặt trời Cu 2 BaSn(S,Se) 4 bằng mô phỏng Tín dụng: Tiến sĩ Latha Marasamy
Nhu cầu cải thiện cấu trúc thiết bị là yếu tố quan trọng kìm hãm quá trình thương mại hóa. Có thể làm gì tiếp theo? Vật liệu lãng phí và thời gian thử nghiệm? Không cần thiết nữa.
Nhóm nghiên cứu tận tụy của chúng tôi tại Đại học Tự trị Querétaro (UAQ) đang tích cực khám phá các chiến lược mới để nâng cao hiệu suất của các tế bào năng lượng mặt trời mới nổi này. Sử dụng phần mềm mô phỏng SCAPS-1D từ Đại học Ghent, chúng tôi gần đây đã công bố một nghiên cứu toàn diện trên Tạp chí Hợp kim và Hợp chất, tập trung vào việc tối ưu hóa cấu trúc tế bào năng lượng mặt trời Cu2BaSn(S,Se)4.
Hành trình của chúng tôi bắt đầu bằng việc phát triển một mô hình cơ sở phản ánh cấu trúc thiết bị thử nghiệm: Al:ZnO/Mg:ZnO/Zn1-xCdxS/ZnS/Cu2BaSn(S,Se)4/Mo/glass. Việc đạt được PCE lý thuyết phù hợp với kết quả thử nghiệm là một thành quả rất đáng khen ngợi và xác nhận các mô phỏng của chúng tôi.
Chúng tôi đã thực hiện những cải tiến mang tính chiến lược, chẳng hạn như kết hợp lớp phủ chống phản xạ để giảm thiểu mất mát ánh sáng, thay thế molypden (Mo) bằng niken (Ni) để tạo điều kiện cho tiếp xúc ômi và thêm lớp đồng iodide (CuI) làm trường bề mặt sau (BSF) để tăng cường trường điện tại mối nối.
Những thay đổi này đã cải thiện PCE từ 6,17% lên mức ấn tượng là 10%. Mặc dù đây là một tiến bộ đáng kể, nhưng vẫn cần nhiều nỗ lực hơn nữa để đáp ứng các tiêu chuẩn thương mại hóa.
Để nâng cao PCE hơn nữa, chúng tôi tập trung vào việc tìm các lớp vận chuyển tối ưu cho pin mặt trời. Nhóm của chúng tôi đã mô phỏng tỉ mỉ khoảng 780 cấu hình độc đáo sử dụng nhiều lớp đệm vô cơ và lớp trường bề mặt sau, bao gồm ZnSe, SnS2, TiO2, v.v. Bằng cách tinh chỉnh độ dày và mật độ hạt mang của từng lớp, chúng tôi đã đạt được PCE đáng chú ý là 28% với cấu hình AZO/ZMO/TiO2/Cu2BaSn(S,Se)4/CuI/Ni, một kết quả nổi bật cho thấy tiềm năng của công nghệ này.
Một lĩnh vực chính mà chúng tôi tập trung vào là vai trò của BSF trong cấu trúc pin mặt trời. Phân tích chuyên sâu của chúng tôi cho thấy BSF ảnh hưởng đáng kể đến tiềm năng tích hợp, độ rộng cạn kiệt và hiệu suất năng lượng tổng thể của pin mặt trời Cu2BaSn(S,Se)4, làm nổi bật vai trò thiết yếu của nó trong việc tăng cường PCE.
Tóm lại, nghiên cứu của chúng tôi đóng góp đáng kể vào sự hiểu biết của cộng đồng quang điện về thiết kế và tối ưu hóa pin mặt trời Cu2BaSn(S,Se)4. Chúng tôi hy vọng công trình này sẽ đóng vai trò là nền tảng lý thuyết cho các nhà khoa học thực nghiệm khám phá những tiến bộ tiềm năng trong công nghệ năng lượng mặt trời đầy hứa hẹn này. Cùng nhau, chúng ta đang tiến tới một kỷ nguyên mới của các giải pháp năng lượng mặt trời bền vững và hiệu suất cao, thúc đẩy quang điện vào một tương lai mà chúng có thể đóng vai trò quan trọng trong bối cảnh năng lượng của chúng ta.
Câu chuyện này là một phần của Science X Dialog, nơi các nhà nghiên cứu có thể báo cáo những phát hiện từ các bài báo nghiên cứu đã công bố của họ. Truy cập trang này để biết thông tin về Science X Dialog và cách tham gia.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
