Нано-гетеропереходы для солнечных элементов

Солнечная батарея
Солнечные элементы используют солнечный свет и преобразуют его в электричество. Во всем мире доля солнечной электроэнергии выше из-за большого количества установленных солнечных модулей. Как потенциал, так и разрыв в использовании солнечной энергии солнечными элементами огромны. Полупроводники служат поглотителями света для преобразования фотонов в электронно-дырочные пары и внутреннего электрического поля. Фундаментальные процессы в солнечных элементах - это поглощение света и разделение зарядов. Срок службы неосновных операторов связи и мобильность операторов связи имеют решающее значение для высокой эффективности. Рекордная эффективность ячеек промышленного размера составляет от 12% до 20%. В настоящее время наилучший КПД неорганических однопереходных солнечных элементов составляет 20-25%, и за последнее десятилетие он практически исчерпан.
Неорганические солнечные элементы
Обработанные на растворе неорганические солнечные элементы на основе коллоидных полупроводниковых квантовых точек и нанокристаллов выглядят многообещающими, поскольку они могут поглощать свет в широком спектре длин волн благодаря тому, что запрещенные зоны в квантовых точках можно настраивать в большом диапазоне энергий. . Они также относительно дешевы в производстве. Неорганические солнечные элементы создаются с использованием квантовых структур. Включение MQW, SL и квантовых точек в фотоэлектрические устройства приводит к впечатляющему повышению теоретической максимальной эффективности по сравнению с обычными солнечными элементами на основе объемных полупроводников. Донорно-акцепторные солнечные элементы в форме наностержней также демонстрируют стабильную работу на воздухе. Существуют проблемы, связанные с сокращением разрыва между идеальными и реальными значениями эффективности преобразования.
Гетеропереход в форме наностержня
Донорно-акцепторные солнечные элементы полностью состоят из неорганических нанокристаллов, отлитых методом центрифугирования из раствора. В солнечных элементах используется нанокристаллический гетеропереход CdTe / CdSe в форме наностержня. Каждый ультратонкий (~ 100 нм) нанокристалл отлит из фильтрованного раствора пиридина. Эта технология позволяет получать гибкие тонкие пленки большой площади из плотно упакованных нанокристаллов практически на любой подложке.
Исследования
Испанские исследователи разработали новый метод увеличения срока службы носителей заряда в коллоидных нанокристаллических солнечных элементах с помощью наногетеропереходов, состоящих из акцепторных и донорных наноматериалов электронов. Этот метод обеспечивает высокую квантовую эффективность даже в фотоэлектрических материалах с плохими оптоэлектронными свойствами. Исследователи использовали кристаллы на основе кадмия, потому что носители заряда в этих соединениях служат довольно долго.
Увеличение срока службы
Исследователи создали объемный наноразмерный гетеропереход в устройстве солнечных элементов, смешав акцепторные и донорные материалы деэлектронов таким образом, что при воздействии солнечного света фотогенерированные электронно-дырочные пары могут разделяться на наноуровне и перемещаться по поверхности. устройство через два очень разных нано-пути, чтобы снизить вероятность их рекомбинации.
Согласно опубликованному отчету, исследователи утверждают, что, хотя эффективность преобразования энергии их ячеек все еще немного ниже, чем у устройств рекордной эффективности на основе PbS квантовые точки и электроды n-типа из диоксида титана, он действительно демонстрирует доказательство принципа, и в отличие от предыдущих исследований, которые основывались либо на распыленных оксидных акцепторах электронов, либо на высокотемпературном спекании при 500 ° C, их метод работает с использованием процесса, полностью основанного на растворе. и при низких температурах ниже 100 ° C с немаловажными преимуществами для недорогого производства рулонов с рулонами.