印度：研发新型分子前体制造最佳高效率太阳能电池

2020-09-22 14:33

微锂电

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导读：印度科学家已经开发出一种新的分子前体，用于硅藻土太阳能电池。他们用这种电池制造了一种超级太阳能电池，据说其效率是有记录以来最高的。他们依靠低温工艺制造该设备。

印度研发硅藻土电池新型分子前体制造最佳高效率太阳能电池

印度SRM科学技术研究院（SRMIST）的科学家开发了一种新的分子前驱体，该分子可用于基于相同化合物的硅藻土薄膜中，用于薄膜太阳能电池。

他们在最近发表在《太阳能》上的“低温下全溶液处理功能层的超导型CZTS太阳能电池”中展示了他们的发现。用该前驱体构建了基于钛氧化物一维纳米结构的酯酸／硫化镉异质结的超导型太阳能电池。

在250℃的温和退火温度下，不硫化就制得了镁橄榄石膜。然后将其用于异质结电池中，该电池具有氟掺杂的氧化锡，二氧化钛，硫化镉，硅藻土和铝的层。

科学家解释说：“超态配置能够克服重新组合损失，也可以提供额外的优势，允许更容易实现光捕获，改进后的背触点设计，或实现串联器件结构。”

低温制造工艺可以防止硫化镉的扩散和掺杂氟的氧化锡层的降解，同时使低成本制造成为可能。该电池的转换效率达到1．04％，科学家们说，这是现有文献中此类设备的最高水平之一。

kesterite层是基于研究人员已经开发的一种前体溶液。将氯化铜、二水合醋酸锌、二水合氯化锡和硫代乙酰胺溶于10 ml 2－甲氧基乙醇中，搅拌10分钟，得到黄色透明溶液。采用镀钼钠石灰玻璃作为酯膜的基材。

科学家们说：“使用前驱溶液通过浸涂的方法制备了CZTS薄膜，然后在130℃干燥，然后在500℃氩气中退火30分钟。”

然后在环境条件下将溶液存放在一个封闭的玻璃瓶中观察其稳定性。紫外可见光谱显示其吸光度性质无明显变化。通过x射线衍射（XRD）拍摄的图像也显示得到的薄膜均匀光滑，并且kesterite的颗粒覆盖了整个基底。薄膜在一个简单的异质结器件中进行测试，器件由玻璃、钼、氯酯、硫化镉和铝制成，顶部电极采用无真空层压导电带。

研究人员说：“所有的结果，包括霍尔效应的测量以及异质结器件的特性，都证实了器件质量优良的CZTS吸收层的形成，这将引导未来的工作，以制造最佳的高效率薄膜太阳能电池。”

他们对该设备进行了霍尔效应测量，并声称该薄膜的p型半导体特性显示了优越的移动性值。他们还研究了霍尔系数，该系数描述了电流通过导电材料时的变化情况。研究人员说，电池显示了很有前途的价值，尤其是短路电流（ISC）和开路电压（VOC）。