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ag88环亚娱乐中科院化学所新式GeSe无机薄膜太阳能电池研讨获得新

2018-09-19 22:06

  中科院化学所新式GeSe无机薄膜太阳能电池研讨获得新进展

  无机薄膜太阳能电池因为具有在降低成本的一起完成高能量变换功率的潜力,然后引起了人们的广泛重视。现在已商业化的碲化镉(CdTe)和铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳能电池光电变换功率均已打破21%,表现出很强的市场竞争力。但是,Te、In资源十分稀缺,在电池发电量到达兆瓦级时会呈现原资料瓶颈。一起Cd是剧毒元素,增加了出产及运用保护的难度。因而,寻觅绿色无毒、储量丰厚、光电功用优异的新式薄膜太阳能电池火烧眉毛。

  在中国科学院战略性先导科技专项和国家自然科学基金委的支持下,中国科学院化学研讨所分子纳米结构与纳米技术要点试验室研讨员胡劲松课题组科研人员致力于新式太阳能电池资料与器材方面的研讨,凯时娱乐人生前期作业包含开展绿色无毒、储量丰厚的FeS2资料,根据溶剂诱导法制备了多种描摹且空气中安稳的纯立方相FeS2纳米资料,然后为进一步的薄膜太阳能电池使用打下坚实基础(J.Am.Chem.Soc.2015,137,2211)。

  最近,研讨人员在另一种二元化合物硒化亚锗(GeSe)薄膜太阳能电池研讨方面获得新进展。GeSe质料储量大,毒性低,一起禁带宽度适宜(1.14eV),吸光系数大(>104cm-1),迁移率高(128cm2V-1s-1),十分适合于制造新式薄膜太阳能电池,理论光电变换功率可达30%以上。针对制备GeSe进程中易存在Ge和GeSe2杂相问题,研讨人员根据GeSe极易提高而杂相难以提高的特性,规划了具有自调理功用的快速提高薄膜制备办法(RapidThermalSublimation,简称RTS),成功获得了高质量纯相GeSe多晶薄膜,并将其作为吸收层构筑了顶衬结构的GeSe薄膜太阳能电池,ag88环亚娱乐,获得了1.48%的光电变换功率,为该资料光伏功用的初次报导。一起,所制备的GeSe薄膜电池器材在未封装条件下,空气中放置将近两个月功用根本无任何衰减,表现出杰出的器材安稳性(如图)。此外,经过深入分析GeSe的提高机理发现GeSe(s)经过构成双原子分子GeSe(g)提高,该方法大大减少了互占位、间位等点缺点,因而经过该RTS工艺可得到缺点良性的GeSe薄膜。以上试验成果充分证明GeSe资料在薄膜太阳能电池使用方面的远景,该作业宣布在《美国化学会志》(J.Am.Chem.Soc.2017,139,958)。文章上线后即引起了国内同行的重视,《物理化学学报》在“亮点”专题报导了该作业(ActaPhys.–ChimSin.2017,33,264)并给予了高度评价,以为GeSe是极具潜力的太阳能电池吸收层资料,然后有望成为一个新的光伏研讨热门。

  (a)GeSe及杂相Ge、GeSe2的饱满蒸气压曲线;(b)快速提高法薄膜制备进程示意图;(c)GeSe薄膜太阳能电池器材示意图;(d)GeSe薄膜太阳能电池J-V测验曲线

  

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