Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain
Eftersom klimatförändringarna fortsätter att framstå som det mest akuta hotet som vår planet står inför, pressar forskare för att hitta effektiva och rena alternativ till fossila bränslen. Främst bland denna forskning är att utnyttja gratis energi från solen. Att göra detta effektivt kräver avancerad kunskap om kvaliteterna hos material som används vid konstruktion av solceller.
I en ny artikel publicerad i The European Physical Journal Plus , Maykel Courel från Centro Universitario de los Valles (CUValles), Universidad de Guadalajara, Mexiko, och medförfattare, tittar på begränsningarna hos materialet antimonsulfidselenid, som har dykt upp som en potentiell kandidat för solcellstillverkning.
En halvledare, antimonsulfidselenid, har studerats intensivt av forskare som arbetar med tunnfilmssolceller, eftersom direkta optiska övergångar resulterar i att materialet har en hög absorptionskoefficient. Materialets tillämpning på enheter som omvandlar ljus till elektricitet med hjälp av halvledande material är dock fortfarande i början.
För närvarande är effektiviteten för detta material på maximalt cirka 10 %, långt under 29 %, den maximala effektiviteten som förväntas för denna typ av teknik.
Forskarna började testa de begränsande faktorerna som påverkar denna effektivitet, med fokus på effekten av förlustmekanismer på antimonsulfidselenidceller med hjälp av en analytisk modell.
Teamet fann att för typiska parametrar som valts ut för sina simuleringar, är elektronhålsrekombination i ett substrat — känd som bulkrekombination — och gränssnittsrekombination som sker när två halvledarbandgap har en förskjuten form, de största problemen som försämrar enhetens prestanda.
De föreslår att materialforskare som arbetar med antingen minskningen av defekter vid gränssnittet eller defekter i bulk i antimonsulfidselenidanordningar inte skulle kunna uppnå effektivitetsvinster som är större än 10 %. Å andra sidan, med en bärarlivslängd som är längre än 100 nanosekunder med en rekombinationshastighet lägre än 1 centimeter per sekund skulle effektiviteten för sådan teknik kunna toppa 14 %. + Utforska vidare
