ژرمانیوم یا قلع ؟ کدام برای سلول های خورشیدی
سلول های خورشیدی Kesterite: ژرمانیوم یا قلع ؟
تغییرات خاصی در ترکیب نیمه هادی های این نوع باعث می شود که مناسب بودن آنها به عنوان لایه های جذب کننده در سلول های خورشیدی افزایش یابد. همانطور که این تیم نشان داده است، این امر به ویژه برای محدوده هایی که قلع توسط ژرمانیوم جایگزین شده است، صادق است. دانشمندان نمونه ها را با استفاده از پراش نوترون در BER II و دیگر روش ها مورد بررسی قرار دادند.
Kesterites ترکیبات نیمه هادی ساخته شده از عناصر مس، قلع، روی و سلنیوم است. این نیمه هادی ها می توانند به عنوان یک ماده جذب نوری در سلول های خورشیدی مورد استفاده قرار گیرند، اما تاکنون تنها حداکثر کارایی 12.6 درصد را به دست آورده اند، در حالی که سلول های خورشیدی ساخته شده از مس-اندیم گالیم سلناید (CIGS) در حال حاضر از بهره وری بیش از 20 درصد بهره می برند. با این وجود، میستریت ها جایگزین های جالبی برای سلول های خورشیدی CIGS می باشند، زیرا آنها شامل عناصر رایج هستند، به طوری که هیچ تنگنایی عرضه نمی شود. تیمی که به رهبری پروفسور سوزان شوور در HZB به رهبری پروفسور سوسن شوور در حال حاضر مجموعه ای از نمونه های غیر استویشیومتری میستریت را بررسی کرده و ارتباط بین ترکیب و خواص اپتومتری الکترونیکی را روشن می کند. در طول سنتز نمونه ها در HZB، اتم های قلع با ژرمانیوم جایگزین شدند.
پراش نوترون در BER II
محققان سپس این نمونه ها را با استفاده از پراش نوترون در BER II بررسی کردند. مس، روی و ژرمانیوم از این روش به ویژه با یکدیگر متفاوت است و موقعیت آنها در شبکه کریستال قرار دارد. نتیجه: میستریت ها با کمبود مس با ضخامت کم و غنی از روی در سلول های خورشیدی با بالاترین راندمان، دارای کمترین غلظت نقاط نقطه و همچنین کمترین اختلال مس-روی می باشند. بیشتر این ترکیب با مس غنی شده بود، بیشتر غلظت دیگر نقص در نظر گرفته شده بود که باعث آسیب رساندن به سلول های خورشیدی می شد. تحقیقات بیشتری نشان داد چگونه شکاف باند انرژی، به عنوان شناخته شده، بستگی به ترکیب نمونه های پودر میستریت دارد.
اثر ژرمانیوم
رنه گندر، نویسنده اول این اثر، توضیح می دهد: "این شکاف باند مشخصه نیمه هادی ها است و تعیین می کند که چه میزان فرکانس های آزاد کننده شارژ نور درون ماده باشد. "ما اکنون می دانیم که ژرمانیوم شکاف اپتیکال را افزایش می دهد، و مواد را قادر می سازد که درصد بیشتری از نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل کند."
Kesterites: نامزدی برای سلول های خورشیدی و فوتوکاتالیست ها
"ما متقاعد شده ایم که این نوع میستریت ها نه تنها برای سلول های خورشیدی مناسب هستند، بلکه می توانند برای برنامه های دیگر نیز مورد توجه قرار گیرند. کستریت ها که به عنوان فوتوکاتالیست ها عمل می کنند، می توانند آب را به هیدروژن و اکسیژن با استفاده از نور خورشید تقسیم کنند و برای ذخیره انرژی خورشیدی در شکل انرژی شیمیائی "توضیح می دهد.
منبع : https://www.sciencedaily.com/releases/2018/03/180329140957.htm