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科学家以银代铜制做新型吸光材料
时间:2019-12-17 11:02:00            字体[       ] [ 打印 ]
  据Mining.com网站报道,为提高太阳能电池效率,爱沙尼亚塔林理工大学材料研究人员在太阳光吸收材料中用银部分代替铜。

  科学家在发表在材料化学期刊A辑(Journal of Materials Chemistry A)的这篇研究论文中解释称,其目的是基于复合半导体材料开发下一代太阳能电池用薄膜。

  太阳能薄膜由几层半导体材料薄层组成。为提高太阳能电池薄膜效能,必须用吸光性良好的半导体材料用作吸收器。于是,爱沙尼亚研究人员合成了一种名为硫铜锡锌(Kesterites,Cu2ZnSn【Se,S】4)的复合半导体材料,含有铜、锌、锡、硫和硒等元素,吸光性能优越。

   

 

   

  为制作硫铜锡锌,研究人员运用了一种独特的单粒粉末(Monograin powder)技术。

  高级研究人员马里特·考克—库西克(Marit Kauk-Kuusik)透露,他们所研发的单粒粉末制作方法与世界上其他类似太阳能电池生产技术有所不同。与薄膜生产广泛采用的真空蒸发或喷镀技术不同,单粒粉末技术成本更低。

  粉末生长技术是750度温度下在一种特殊室炉中将化学组分加热4天的工艺流程。然后,获得的材料进行清洗,并经特殊机器筛分。这种人工合成的高质量微晶单粒粉末就可以用于生产太阳能电池。

  单粒粉末由独特的微晶体组成,在一个大的模块中可形成平行连接的微型太阳能电池。与传统基于硅的太阳能电池板中的光伏模块相比更具有优势。这些光伏电池质量轻、可伸缩和透明,而且环境友好、成本低、效率高。

  马里特·考克—库西克称,他们研发的硫铜锡锌材料以银代替铜可提高光吸附效率2%。在自然条件下,铜会导致太阳能电池效率不稳定。用银替代1%的铜,可以将单粒层太阳能电池的效率从6.6%提高至8.7%。

 

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