Исследование под руководством доктора Латы Марасами, профессора-исследователя Автономного университета Керетаро, Мексика, закладывает основу для достижений в области технологий солнечной энергетики. Исследовательская группа совершила значительный прорыв, изучив возможности поглотителей SrZrS 3 в современных халькогенидных перовскитных солнечных элементах, что стало первым случаем, когда такой потенциал был теоретически предсказан.

Интеграция SrZrS 3 с проводящими металлоорганическими каркасами (c-MOF) в качестве слоев переноса дырок (HTL) привела к впечатляющим характеристикам солнечных элементов.

Используя инструмент моделирования SCAPS-1D, разработанный Гентским университетом, исследователи оценили различные c-MOF, включая таких известных кандидатов, как Cu-MOF ({[Cu 2 (6-меркаптоникотинат)]·NH 4 }n), NTU-9, Fe 2 (DSBDC), Sr-MOF ({[Sr(ntca)(H 2 O) 2 ]·H 2 O}n), Mn 2 (DSBDC) и Cu 3 (HHTP) 2 . Их усилия увенчались выдающимися показателями эффективности преобразования энергии (КПЭ), причем солнечный элемент на основе Cu-MOF достиг поразительных 30,60%.

«Эти результаты являются новаторскими», — сказал доктор Аруна-Деви Расу Четтиар.

Команда провела обширное моделирование в 193 конфигурациях, подчеркнув важность оптимизации важнейших параметров, таких как концентрация носителей и толщина слоя. Эта оптимизация имеет важное значение для улучшения срока службы носителей заряда, длины диффузии и возможностей поглощения света.

Они также подчеркнули важность точной настройки свойств интерфейса и минимизации паразитных сопротивлений для достижения превосходной производительности устройства.

По словам доктора Латы Марасами, новые оптимизированные устройства продемонстрировали значительные улучшения, включая повышенные уровни квазиФерми, улучшенную проводимость и значительное увеличение спектрального отклика в ближней инфракрасной области на 35%.

Примечательно, что устройства продемонстрировали высокое рекомбинационное сопротивление 1,4×10 7 Ом·см 2 и встроенный потенциал приблизительно 0,99 В, что еще больше способствовало их впечатляющей эффективности.

Это исследование было опубликовано в журнале Solar Energy Materials and Solar Cells под заголовком « Развивающийся класс солнечных элементов на основе халькогенида SrZrS 3 перовскита: проводящие MOF в качестве HTL — переломный момент? »

Докторант Эванджелин Линда подчеркнула потенциальные последствия этой работы, заявив: «Наше исследование может проложить путь для фотоэлектрического сообщества к разработке высокоэффективных тонкопленочных солнечных элементов путем интеграции новых поглотителей SrZrS 3 и c-MOF в качестве HTL».

В заключение, это инновационное исследование демонстрирует преобразующий потенциал объединения поглотителей SrZrS 3 с передовыми материалами c-MOF. Такая интеграция имеет большие перспективы для открытия новой эры устойчивых и высокоэффективных фотоэлектрических технологий, значительно продвигая солнечную энергетику к более эффективному и жизнеспособному будущему.

Эта история является частью Science X Dialog , где исследователи могут сообщать о результатах своих опубликованных исследовательских статей. Посетите эту страницу для получения информации о Science X Dialog и о том, как принять участие.