有效的Sb₂S₃和低Se含量Sb₂Se_{S3-室内光伏发电}

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.
• 半导体物理 半导体物理

背景情况:

• 室内光伏 (IPV) 对于供电物联网 (IoT) 设备至关重要,减少电池浪费和CO2排放.
• 抗三硫化物 (Sb₂S₃) 和相关化合物是IPV的有希望的材料,因为它们具有合适的带隙和吸收特性.
• 优化设备架构和材料组成是提高IPV在室内低光条件下的性能的关键.

研究的目的:

• 为了精确地制造和表征Sb₂S₃和低含量Sb₂Se室内光伏.
• 调查SnO₂埋层和Se结合对光伏性能的影响.
• 为在室内照明条件下测量光伏性能建立标准化协议.

主要方法:

• 使用添加氧化锡 (FTO) /SnO₂/CdS/Sb₂S₃/spiro-OMeTAD:TMT-TTF/Au和FTO/SnO₂/CdS/Sb₂SeS_3-/spiro-OMeTAD:TMT-TTF/Au结构进行IPV的制造.
• 插入一个SnO₂埋层,以减少CdS厚度和寄生虫吸收.
• 在Sb₂S₃中引入小,并使用spiro-OMeTAD:TMT-TTF来改善电荷传输.
• 在白色发光二极管 (LED) 照明下,在各种卢克斯级 (1000,500,200卢克斯) 和色温 (3347 K,6103 K) 下进行性能测试.

主要成果:

• 基于Sb2的IPV实现了创纪录的功率转换效率 (PCE) 达到17.59% (1000 lx, 3347 K),16.66% (500 lx, 3347 K) 和16.44% (200 lx, 3347 K).
• 基于Sb₂SeS_3-的IPV表现出更高的PCE,达到18.53% (1000 lx, 3347 K),其他PCE首次报告.
• SnO₂层有效地降低了CdS厚度,Se与spiro-OMeTAD:TMT-TTF相结合,增强了电荷传输.

结论:

• 开发的Sb₂S₃和Sb₂SeS_3-室内光伏在室内照明条件下表现出色.
• 这些发现代表了自动供电物联网设备的重大进步,提供了可持续的能源采集解决方案.
• 优化的制造和测量协议有助于更广泛地开发高效的室内光伏技术.