Cu2ZnSnS(4x) Se(4(1-x)) 極性ナノクリスタルインクから作られた太陽電池
Joel van Embden1, Anthony S R Chesman, Enrico Della Gaspera
1CSIRO Materials Science and Engineering , Bayview Avenue, Clayton, Victoria 3168, Australia.
Journal of the American Chemical Society
|April 3, 2014
まとめ
新しいリガンド交換法により,銅亜鉛亜鉛硫化物 (CZTS) のナノ結晶が緑色の溶媒に安定して分散できます. これにより,有毒な化学物質のない効率的なCZTSSe太陽電池の作成が容易になります.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- 再生可能エネルギーの再生可能エネルギー
背景:
- 銅亜鉛亜鉛硫化物 (CZTS) ナノ結晶 (NCs) は,低コストの太陽電池にとって有望である.
- スケール可能なインク製剤のための安全な極性溶媒にNCを分散することは,依然として課題です.
- 既存の方法は,しばしば,ヒドラジンやピリジンなどの危険な溶媒に依存しています.
研究 の 目的:
- 環境に害のない極性溶媒にCZTSNCを分散させるための容易なリガンド交換方法を開発する.
- 溶液加工太陽電池用の安定した高濃度CZTSNCインクを配列する.
- これらの新しいインクと最適化された手順を使用して,効率的なCZTSSe太陽電池を製造します.
主な方法:
- エタノールまたはn-プロパノール中のCZTSNCを分散させるためのリガンド交換.
- CZTS NCの合成は,スケーラブルな非注射方法によって行われます.
- コロイド的に安定したCZTS NCインクの配製.
- 基板CZTSSe太陽電池の製造,最適化されたセレニゼーション.
主要な成果:
- 緑色の溶媒におけるCZTSNCの高濃度 (最大200 mg/mL) を達成した.
- 開発されたCZTS NCインクは,ヒドラジン,ピリジン,またはチオール溶媒から自由です.
- 装置効率が7.7%のCZTSSe太陽電池を成功裏に製造しました.
結論:
- 実証されたリガンド交換方法は,CZTS NCインクへのスケーラブルで環境に優しい経路を提供します.
- このアプローチは,以前の方法の限界を克服し,CZTSSe太陽電池の効率的なソリューション処理を可能にします.
- 開発されたインクとプロセスは,費用対効果が高く,高性能な薄膜太陽光発電技術への道を開く.
