用于光伏的宽带间隙GeS薄膜的界面应变工程
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
概括
单硫化物 (GeS) 为太阳能电池提供稳定,无毒的宽带半导体. 一种新的缓冲层方法使高质量的GeS薄膜成为可能,提高了太阳能和室内应用的效率.
科学领域:
- 材料科学
- 固态物理
- 太阳能发电
背景情况:
- 宽带间隙半导体 (1.7-1.9 eV) 对于并联太阳能电池和室内光伏至关重要.
- 现有的材料面临着稳定性和毒性问题,限制了它们的应用.
- 单硫化物 (GeS) 是一个有前途的替代品,具有1.7 eV的带隙,无毒,并且有丰富的成分.
研究的目的:
- 解决用于太阳能电池应用的高质量的单硫化 (GeS) 薄膜制造方面的挑战.
- 调查GeS的热膨胀和结晶温度引起的应变作用.
- 开发一种改善 GeS 薄膜粘附和性能的方法.
主要方法:
- 使用新的缓冲层策略制造多晶体GeS薄膜.
- 关于 GeS 薄膜质量,附着性和结构性质的描述.
- 在标准 (AM 1.5G) 和室内照明条件下制造和测试基于GeS的太阳能电池.
主要成果:
- 一个高热膨胀缓冲层成功地减轻了应变,使得无空气,粘合良好的GeS薄膜.
- 在AM1.5G照明下,GeS太阳能电池实现了1.36%的功率转换效率.
- 设备在室内照明下表现出卓越的稳定性 (1500小时在环境空气中) 和提高效率 (3.6%).
结论:
- 开发的缓冲层技术克服了GeS薄膜的关键制造挑战.
- GeS是下一代太阳能电池的可行,稳定且无毒的半导体,特别适用于室内能源采集.
- 这项工作为光伏技术更广泛采用GeS铺平了道路.
