无双化物矿可以作为适当的光伏吸收器吗?
Xingqiang Zhan1,2, Xian Chen3, Chenchen Li1,2
1Key Laboratory of Opto-Electronic Science and Technology for Medicine of Ministry of Education, College of Physics and Energy & College of Photonic and Electronic Engineering, Fujian Normal University, Fuzhou 350117, P. R. China.
The journal of physical chemistry letters
|November 27, 2023
概括
没有Pb的双矿对太阳能电池有很大的希望,但光物理性能差. 新的研究表明,平价禁止过渡限制了光学吸收,阻碍了它们在光伏中的使用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 太阳能光伏发电是如何实现的
背景情况:
- 无双矿 (DPs) 是用于薄膜太阳能电池的合物矿的有希望的无毒替代品.
- 目前没有Pb的DP具有不理想的光物理特性,限制了它们在光伏中的应用.
研究的目的:
- 系统地研究无PbDP的结构和光电子特性.
- 识别具有增强的光电子特性和热稳定性的新型无PbDP.
- 了解阻碍当前没有Pb的DP的性能限制.
主要方法:
- 使用高通量第一原理计算来探索没有Pb的DP的化学空间.
- 分析的重点是电子带隙,光学吸收和热稳定性.
- 研究了反向对称和平价禁止过渡的作用.
主要成果:
- 大多数没有Pb的DP,尽管有直接的电子带隙,但由于平价禁止的过渡,它们的光学吸收很差.
- 在许多DP中,电子和光学带隙之间存在显著的不匹配,质疑电子带隙的可靠性作为唯一的选择标准.
- 在运行条件下有限的热稳定性进一步限制了它们的光伏应用.
结论:
- 对于高性能没有Pb的DP来说,单独的组合工程是不够的.
- 材料工程对于操纵局部站点对称性和克服平价禁止过渡至关重要.
- 实现高性能无PbDP需要解决电子/光学特性和热稳定性.
