Zwiększyli wydajność fotowoltaiki o 30 procent! Genialny projekt ogniw słonecznych

Kluczem do uzyskania tak zadowalających wyników było wykorzystanie trisiarczku antymonu. I choć ostateczny rezultat nie powala na kolana, ponieważ mowa o sprawności konwersji energii na poziomie 11%, to najważniejsze pozostają dynamiczne postępy. A te wskazują na możliwość dalszego rozwoju testowanej technologii. Artykuł poświęcony dotychczasowym dokonaniom trafił na ramy Scientific Reports. 

Czytaj też: Chińscy inżynierowie i dwie wieże. Pierwsza taka instalacja wygeneruje ogromne ilości energii

Odnotowany wzrost jest liczony względem dotychczas istniejących ogniw z trisiarczkiem antymonu w składzie. Pomimo dobrze poznanych ograniczeń tej technologii, inżynierowie zwracają uwagę na jej niewątpliwe zalety. Wśród nich wymieniają dobre pasmo wzbronione, wynoszące od 1,70 do 1,90 eV i świetny współczynnik absorpcji światła.

Wydajność fotowoltaiki na bazie trisiarczku antymonu przekroczyła 11%. To wynik o około 30% lepszy od konkurencyjnych rozwiązań

Wśród mechanizmów, którym uwagę poświęcili członkowie zespołu badawczego, znalazła się między innymi rekombinacja wzmocniona tunelowaniem, rekombinacja na granicy faz Sb2S3/CdS oraz rekombinacja niepromienista. W toku eksperymentów zidentyfikowano również dwa czynniki: domieszkowanie i grubość warstwy siarczku kadmu. Te, jak wyjaśniają inżynierowie, mają wpływ na napięcie obwodu otwartego i prąd zwarcia urządzenia. W odniesieniu do absorpcji światła oraz przenoszenia ładunku wzięli natomiast pod uwagę przerwę wzbronioną i powinowactwo elektronowe.

Czytaj też: Fotowoltaika drukowana jak gazety. Koncepcja przyszłości stała się rzeczywistością

Biorąc pod uwagę wszelkie czynniki mogące wpływać na wyniki osiągane przez ogniwa słoneczne z trisiarczkiem antymonu, autorzy badań zaprojektowali własne urządzenie. Oparte na podłożu wykonanym ze szkła i tlenku indowo-cynowym, warstwie siarczku kadmu, absorberze na bazie trisiarczku antymonu i kontakcie ze złota, zostały poddane testom mającym na celu określenie ich przydatności. Pomiary w standardowych warunkach oświetleniowych wykazały sprawność konwersji mocy wynoszącą 11,68%, napięcie w obwodzie otwartym 1,16 V, gęstość prądu zwarciowego 9,5 mA/cm2 i współczynnik wypełnienia 54,7%.