基于水的FTO/SnO₂基板的循环处理过程,用于可持续的矿太阳能电池技术

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.
• 太阳能光伏发电是如何实现的

背景情况:

• 添加氧化锡 (FTO) 是矿太阳能电池 (PSC) 的关键和昂贵的组件,占原材料成本的40%.
• 开发具有成本效益和可持续的FTO基板再利用方法对于PSC技术的商业可行性至关重要.

研究的目的:

• 通过使用各种洗溶剂,研究使用过的PSC的氧化 (SnO2) /FTO基板的可回收性.
• 评估不同洗方法对回收 SnO2/FTO 基板表面和电子性能的影响.
• 评估使用回收 SnO2/FTO 基板制造的 PSC 的性能,并确定回收过程的长期稳定性.

主要方法:

• 使用过的PSC被用不同的溶剂清洗:二甲基形式胺 (DMF),二甲基硫氧化物 (DMSO),乙,水和乙/水混合物.
• 回收 SnO2 / FTO 基板的表征包括表面可湿性和电子性质测量 (导电带转移).
• 使用回收 SnO2 / FTO 基板的 PSC 的制造和效率测试,以功率转换效率 (PCE) 为主要指标.

主要成果:

• 水洗在很大程度上保留了SnO2 / FTO的表面可湿性,而有机溶剂增加了疏水性.
• 水冲洗诱导了SnO2/FTO传导带的180 meV向下转移,改善了与矿层的能量对齐.
• 使用水洗回收FTO的PSC实现了19.33%的PCE,相当于使用新鲜FTO的设备 (19.85%).
• 水洗方法保持了FTO基板的特性,长达四个回收循环,显示出一致的性能.

结论:

• 水洗是一种有效和可持续的方法,用于在PSC中回收SnO2/FTO基板.
• 回收的FTO基板,特别是用水冲洗的基板,可以产生高性能PSC,效率与使用新鲜材料的可比.
• 这种方法有助于大大降低矿太阳能电池制造的成本和环境影响.