Células solares de película delgada Cu2ZnSn(S,Se)4 procesadas en solución de alta eficiencia y preparadas a partir de...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Energía renovable Energía renovable.
• Nanotecnología La nanotecnología es la nanotecnología.

Sus antecedentes:

• Las células solares de película delgada ofrecen una vía prometedora para la energía renovable.
• El desarrollo de métodos de fabricación rentables y eficientes para materiales de kesterita como CZTSSe es crucial.

Objetivo del estudio:

• Presentar un nuevo método basado en soluciones para la fabricación de películas delgadas de selenuro de sulfuro de cobre, zinc y estaño (CZTSSe).
• Para demostrar el impacto del control de la composición en el rendimiento del dispositivo.
• Para lograr dispositivos fotovoltaicos a escala de laboratorio de alta eficiencia.

Principales métodos:

• Síntesis de nanopartículas de calogenuro binario y ternario como precursores.
• Fabricación de películas delgadas CZTSSe mediante la combinación de estas nanopartículas.
• Ajuste de las proporciones de nanopartículas para controlar la composición de la película.
• Fabricación de dispositivos y caracterización de las células fotovoltaicas.
• Caracterización de materiales utilizando técnicas para revelar su microestructura.

Principales resultados:

• Fabricación exitosa de películas delgadas CZTSSe utilizando un método de precursor de nanopartículas basado en soluciones.
• Tonabilidad demostrada de la composición de la película CZTSSe mediante el ajuste de las proporciones de precursores.
• Se han logrado células fotovoltaicas a escala de laboratorio con una eficiencia de área total del 8,5% (eficiencia de área activa del 9,6%) sin recubrimientos antirreflejos.
• La caracterización del material reveló una microestructura de dos capas formada durante el procesamiento térmico.

Conclusiones:

• El método basado en soluciones presentado ofrece una ruta viable para la fabricación de películas delgadas CZTSSe con control de composición.
• Los hallazgos destacan la importancia de la composición en la optimización del rendimiento de las células solares CZTSSe.
• La microestructura de dos capas sugiere áreas para una mayor investigación y mejora del dispositivo.