広帯域ゲス薄膜のインターフェイスストレインジニアリング
Mingjie Feng1,2, Shun-Chang Liu1,3, Liyan Hu1
1Beijing National Laboratory for Molecular Sciences (BNLMS), CAS Key Laboratory of Molecular Nanostructure and Nanotechnology, Institute of Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China.
Journal of the American Chemical Society
|June 16, 2021
まとめ
ゲルマニウム単硫化物 (GeS) は,太陽電池のための安定した,無毒のブロードバンドギャップ半導体を提供します. 新しいバッファレイヤのアプローチにより,高品質のGeSフィルムが実現され,太陽光と室内のアプリケーションの両方の効率が向上します.
科学分野:
- 材料科学
- 固体物理学
- 太陽光発電
背景:
- ワイドバンドギャップ半導体 (1.7-1.9 eV) は,タンデム太陽電池と室内の太陽光発電に不可欠です.
- 既存の材料は安定性と毒性の問題に直面し,その用途を制限しています.
- ゲルマニウム単硫化物 (GeS) は 1.7 eVの帯域間隔を持つ有望な代替品であり,無毒であり,土壌に豊富にある成分です.
研究 の 目的:
- 太陽電池用の高品質のゲルマニウム単硫化物 (GeS) フィルムの製造における課題に取り組むこと.
- GeSの熱膨張と結晶化温度によって引き起こされるストレスの役割を調査する.
- GeS フィルムの粘着と性能を改善する方法を開発する.
主な方法:
- 新しいバッファレイヤの戦略を用いた多結晶 GeS 薄膜の製造.
- GeS膜の質,粘着,構造特性の特徴
- 標準 (AM 1.5G) と室内の照明条件下でGeSベースの太陽電池の製造と試験.
主要な成果:
- 高熱膨張のバッファレイヤはストレスを成功裏に軽減し,空白のない,よく粘着したGeSフィルムを可能にしました.
- GeS太陽電池は,AM 1.5G照明の下で1.36%の電力変換効率を達成しました.
- 装置は優れた安定性 (周囲の空気で1500時間) と室内照明下での効率の向上 (3.6%) を示した.
結論:
- 開発されたバッファレイヤ技術は,GES薄膜の重要な製造課題を克服します.
- 次の世代の太陽電池,特に室内でのエネルギー収集に適した,安定した,無毒の半導体です.
- この研究は,太陽光発電技術における GeS のより広範な採用への道を開きます.
