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功率轉(zhuǎn)換效率達(dá) 5.84%!三硫化二銻太陽能電池又創(chuàng)新紀(jì)錄

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:554次  |  2023年11月07日  

該電池是通過添加一種特殊添加劑來制造的,該添加劑可改善三硫化銻薄膜的低結(jié)晶度和高電阻率。除了提高效率之外,該器件還顯示出0.62V的開路電壓、15.85mA/cm2的短路電流密度和59.61%的填充因子。


三硫化銻(Sb2S3)目前用于彈藥、煙花。紅寶石色玻璃和塑料。


中國西北工業(yè)大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種基于三硫化二銻(Sb2S3)的平面薄膜太陽能電池,其功率轉(zhuǎn)換效率為5.84%。作為比較,迄今為止開發(fā)的大多數(shù)三硫化銻電池的效率接近4%。


到目前為止,由于Sb2S3薄膜的低結(jié)晶度和高電阻率影響了器件在效率方面的性能,這種電池類型遠(yuǎn)未達(dá)到商業(yè)生產(chǎn)。然而,Sb2S3具有良好的帶隙,范圍從1.70到1.90eV,并且具有顯著的光吸收系數(shù),科學(xué)家們通過應(yīng)用一種稱為4-Chloro3-nitrobenzosulfonylChloride(CSCl)的添加劑制造了他們的設(shè)備,他們已經(jīng)能夠緩解這些問題。


將添加劑旋涂在氧化鈦(TiO2)基材上并退火至結(jié)晶。Spiro-OMeTAD用于空穴傳輸層。CSCl的引入提高了具有[a]大晶粒尺寸的Sb2S3薄膜的結(jié)晶度,他們在最近發(fā)表的論文《提高Sb2S3平面薄膜太陽能電池性能的有效添加劑》中解釋道。在材料組學(xué)雜志。而且CSCl分子[es]的兩個末端Cl與Sb原子相互作用,這有利于增加Sb原子周圍的電子密度。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

此外,科學(xué)家們解釋說,使用CSCl并沒有改變Sb2S3薄膜的厚度,而是提高了Sb2S3薄膜的費(fèi)米能級,從而增加了電池Sb2電子傳輸?shù)尿?qū)動力S3和TiO2層。費(fèi)米能級定義了輻射能量向電化學(xué)能量的有效轉(zhuǎn)換。


在AM1.5G的標(biāo)準(zhǔn)照明下進(jìn)行測試,濃度為0.5%和3%CSCl添加劑的兩個器件的平均功率轉(zhuǎn)換效率分別為4.35%和4.98%。CSCl濃度為1.5%時,電池效率為5.84%,開路電壓為0.62V,短路電流密度為15.85mAcm2,填充因子為59.61%。含有0.5%、1.5%和[和]3%CSCl添加劑的Sb2S3薄膜顯示出光吸收能力的明顯改善,這源于Sb2S3薄膜的結(jié)晶度提高,中國研究小組表示。


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