Các nhà khoa học ở Trung Quốc lần đầu tiên đã chế tạo được một tế bào perovskite song song bốn cực với thiết bị perovskite trên cùng có hiệu suất 17,88% và tế bào đáy antimon selenide đáy có hiệu suất 7,85%. Các tính năng chính của tế bào song song là điện cực dẫn trong suốt được sử dụng để cải thiện phản ứng quang phổ của tế bào trên cùng và lớp vận chuyển điện tử “kép” của tế bào antimon selenide.
Hình ảnh: Vật liệu và Thiết bị Năng lượng, Nhà xuất bản Đại học Thanh Hoa
Một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc đã chế tạo pin mặt trời song song bốn cực (4T) dựa trên tế bào trên cùng dựa trên chất hấp thụ perovskite và thiết bị phía dưới sử dụng chất hấp thụ làm từ antimon selenide.
Các nhà khoa học cho biết: “Antimony selenide là vật liệu tế bào đáy phù hợp cho pin mặt trời song song”. “Tuy nhiên, do hiếm có báo cáo về pin mặt trời song song sử dụng nó làm pin phía dưới nên người ta ít chú ý đến ứng dụng của nó.”
Antimon selenide (Sb2Se3) là chất bán dẫn vô cơ loại p có cấu trúc tinh thể một chiều và dải cấm trực tiếp trong khoảng từ 1,2 eV đến 1,9 eV. Nó có đặc tính quang điện tử tuyệt vời. Trong những năm gần đây, nó còn được sử dụng làm vật liệu hấp thụ để chế tạo pin mặt trời. Hiệu suất đạt được của các thiết bị như vậy đã đạt từ 5% đến 9,2%.
Các mức hiệu suất này vẫn còn kém xa so với các công nghệ màng mỏng khác, chẳng hạn như tế bào dựa trên đồng, indium, gali và selenide (CISG), cadmium Telluride (CdTe), kesterite (CZTSSe) và silicon vô định hình (a-Si) . Khoảng cách công nghệ này có thể phụ thuộc vào thực tế là các tính năng như độ linh động, tuổi thọ sóng mang, chiều dài khuếch tán, độ sâu khuyết tật, mật độ khuyết tật và đuôi dải vẫn chưa được cộng đồng khoa học biết đến nhiều về công nghệ tế bào Sb2Se3, vì không có quá nhiều thiết bị thuộc loại này có được chế tạo cho đến nay.
Nhóm Trung Quốc đã trình bày tế bào song song của mình trong nghiên cứu “Sb2Se3 làm vật liệu tế bào đáy cho pin mặt trời song song perovskite/Sb2Se3 hiệu quả,” được công bố trên Vật liệu và Thiết bị Năng lượng, đồng thời cho biết các tính năng chính của thiết bị là điện cực dẫn điện trong suốt mà họ đã sử dụng để cải thiện phản ứng quang phổ của tế bào trên cùng và lớp vận chuyển điện tử “kép” (ETL) của tế bào antimon selenide.
Các học giả đã thiết kế tế bào trên cùng với chất nền làm từ thiếc dioxide pha tạp f (FTO), ETL làm từ oxit thiếc (SnO2), chất hấp thụ perovskite, lớp vận chuyển lỗ trống (HTL) dựa trên Spiro-OMeTAD, lớp đệm được làm từ molypden trioxide (MoO3) và một lớp tiếp xúc trong suốt dựa trên oxit kẽm indi (IZO).
Sơ đồ pin mặt trời
Hình ảnh: Vật liệu và Thiết bị Năng lượng, Nhà xuất bản Đại học Thanh Hoa, Giấy phép Creative Commons CC BY 4.0
Ô phía dưới được thiết kế để có chất nền làm từ FTO, ETL làm từ thiếc(IV) oxit (SnO2) và cadmium sulfide (Cds), chất hấp thụ Sb2Se3, HTL dựa trên Spiro-OMeTAD và vàng (Au) tiếp xúc kim loại.
Các nhà khoa học cho biết: “Chúng tôi đã chế tạo thành công pin mặt trời song song 4-T perovskite/Sb2Se3”. “Màng IZO được điều chế bằng phương pháp phún xạ magnetron tạo ra cả độ dẫn điện tốt và độ trong suốt vượt trội.”
Thử nghiệm trong điều kiện chiếu sáng tiêu chuẩn, ô trên cùng đạt hiệu suất 17,88% và ô dưới cùng là 7,85%. Các nhà khoa học nhấn mạnh: “Cuối cùng, hiệu suất chuyển đổi năng lượng của pin mặt trời song song 4-T perovskite/Sb2Se3 đạt 20,58%, cao hơn so với các tế bào con độc lập”.
Tác giả chính của nghiên cứu, Tao Chen, kết luận: “Công trình của chúng tôi cung cấp một cấu trúc thiết bị song song mới và chứng minh rằng antimon selenide là vật liệu hấp thụ đầy hứa hẹn cho các ứng dụng tế bào đáy trong pin mặt trời song song”.
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
