La méthode de dopage à l’argent de nouvelle génération améliore les performances des cellules solaires CZTSSe
par Riko Seibo
Tokyo, Japon (SPX), 28 octobre 2024
Une équipe de chercheurs de premier plan de la Division des applied sciences énergétiques et environnementales de la DGIST, dont Kee-jeong Yang, Dae-hwan Kim et Jin-gyu Kang, en collaboration avec le professeur Kim Jun-ho de l’Université nationale d’Incheon et le professeur Koo Sang- mo du Département d’ingénierie des matériaux électroniques, a mis au level une méthode visant à améliorer l’efficacité des cellules solaires à couches minces en kestérite (CZTSSe) en intégrant un dopage à l’argent (Ag). Cette method innovante supprime les défauts cellulaires, favorise la croissance des cristaux et est positionnée pour soutenir la viabilité commerciale des cellules solaires CZTSSe.
Les cellules CZTSSe, à base de cuivre, de zinc, d’étain, de soufre et de sélénium, sont reconnues pour leur rentabilité, leur base de ressources abondante et leur respect de l’environnement. Leur composition matérielle en fait une different prometteuse et évolutive aux cellules solaires conventionnelles qui dépendent de métaux rares. Malgré ces avantages, les cellules CZTSSe ont toujours été gênées par un faible rendement et des pertes de courant élevées dues à la recombinaison électron-trou, ce qui pose des défis à la commercialisation.
Pour résoudre ce problème, l’équipe dirigée par la DGIST a introduit l’Ag dans le précurseur de la cellule solaire, permettant à l’Ag d’agir comme un stabilisant pour le Sn tout en favorisant une meilleure intégration des matériaux à des températures plus basses. Ce processus facilite une formation de cristaux plus rapide et plus grande, réduisant efficacement les défauts et améliorant l’efficacité des cellules. Grâce à des checks systématiques, les chercheurs ont identifié que le placement de l’Ag dans le précurseur a un impression significatif sur les comportements de défauts et de recombinaison. Leurs résultats suggèrent qu’un placement right de l’Ag peut empêcher la perte de Sn et optimiser la suppression des défauts, tandis qu’un placement incorrect pourrait entraver la formation d’alliage, conduisant à des groupes de défauts dégradant les performances.
De plus, l’équipe a découvert que le dopage Ag contribue à la formation d’une section liquide qui accélère la croissance des cristaux, améliorant ainsi la densité et la cristallinité de la couche absorbante. Cela se traduit par une construction de bande d’énergie améliorée et minimise les défauts, facilitant ainsi un transport de cost plus efficace à travers la cellule. Ces progrès ont le potentiel de stimuler la manufacturing de cellules solaires performantes et rentables.
« Dans cette étude, nous avons analysé l’effet du dopage Ag, qui n’avait pas été clairement identifié auparavant, processus par processus, et avons découvert que l’argent joue un rôle dans la suppression de la perte d’étain et l’amélioration des défauts », a déclaré Yang Kee-jeong, chercheur principal. à la Division de l’énergie et de la technologie environnementale. « Les résultats fournissent des informations importantes sur la conception de constructions de précurseurs dopées à l’argent pour améliorer l’efficacité des cellules solaires et devraient contribuer au développement de diverses applied sciences de cellules solaires. »
Cette recherche a reçu un financement du programme de développement de applied sciences sources du ministère des Sciences et des TIC (Développement Leapfrog d’une technologie neutre en carbone) et du programme de recherche de spécialisation d’avenir (Projet de recherche et d’innovation Grand Problem (P-CoE)). Les résultats ont été publiés dans la revue *Power and Environmental Science* (Influence Issue : 32.4), une publication importante dans le secteur de l’énergie.
Rapport de recherche :Réduire la perte de recombinaison des porteurs en supprimant la perte de Sn et la formation de défauts through le dopage Ag dans les cellules solaires Cu2ZnSn(S,Se)4
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Institut des sciences et applied sciences de Daegu Gyeongbuk
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