Chalkogenidové solární články, které odolávají změnám teploty

Chalkogenidové solární články, které odolávají změnám teploty

Solární články na bázi organokovových halogenidových chalkogenidů přitahovaly pozornost díky nízkým nákladům na materiál, snadné výrobě velkoplošných zařízení a vysoké účinnosti fotovoltaické přeměny. V praktických aplikačních prostředích s velkým teplotním rozdílem mezi dnem a nocí vyvolá změna teploty fázový přechod a mřížkové namáhání chalkogenidového materiálu, což má za následek rychlou degradaci výkonu zařízení a poškození, což je klíčová výzva a obtížnost omezení chalkogenidových solárních článků, které mají být použity. Vzhledem k tomu tato průlomová práce odhaluje, že β-poly(1,1-difluorethylen) může účinně zlepšit krystalické vlastnosti chalkogenidových tenkých vrstev, účinně pasivovat mezifázové defekty na povrchu krystalů tenkého filmu, optimalizovat uspořádání mezifázových energetických hladin. chalkogenidu a podporují transport nosiče, čímž se zlepšují fotovoltaické vlastnosti chalkogenidových zařízení s kolíkovou strukturou. Ještě důležitější je, že v prostředí s proměnlivou teplotou může řádné uspořádání β-poly(1,1-difluorethylenu) na hranicích zrn účinně tlumit deformaci hranic zrn způsobenou vytlačováním zrn během procesu změny teploty a uvolnit napětí v mřížce, aby se realizovalo obnovitelnou krystalovou strukturu, čímž se výrazně zlepší stabilita zařízení při proměnlivé teplotě.

Aby bylo možné rozebrat proces krystalizace tenkých vrstev chalkogenidu, byla provedena studie na základě synchrotronu GIWAXS, aby byl charakterizován celý proces tvorby filmu. Z porovnání výsledků GIWAXS (obr. 1A, B) je vidět, že difrakční signál je během počátečních 60 s výrazně zeslaben, což ukazuje, že počáteční mezifáze DMSO-DMF-PbX2 je potlačena. Tento účinek byl přičítán mezilehlé fázi izolované molekulou β-pV2F s dlouhým řetězcem. Studium rozptylových prvků se středem na q = ~10 nm-1 podél krystalové roviny (001) pozorované během procesu tvorby filmu naznačuje, že koloid ztuhnul a přeměnil se na černou fázi. Bylo zjištěno, že černá fáze cílového filmu se objevila dříve (Att > Atc) než fáze kontrolního filmu, což znamená, že β-pV2F podporuje konverzi přechodné fáze na chalkogenidovou černou fázi. Rychlý fázový přechod byl spojen s nižší energií tvorby, pravděpodobně v důsledku rychlé agregace dispergovaného PbX2 a organických solí pomocí β-pV2F během těkání DMSO a DMF. Po dokončení krystalizace (stupeň t7) byl signál cílového filmu silnější než signál kontrolního filmu (obr. 1c). To ukazuje, že vytvořený cílový chalkogenidový film je více organizovaný. β-pV2F tedy řídí kinetiku krystalizace chalkogenidů snížením energie tvorby chalkogenidů, podporuje fázový přechod a vede k uspořádanější krystalové struktuře.

Kinetika krystalizace tenkých vrstev chalkogenidu

Obrázek 1.Kinetika krystalizace tenkých vrstev chalkogenidu

Za účelem objasnění zdroje vynikající teplotní odolnosti zařízení tato práce dále zkoumala vliv β-pV2F na morfologii a krystalickou strukturu tenkých vrstev chalkogenidu během procesu změny teploty pomocí synchrotronového záření GIWAXS. Jak je znázorněno na obrázku 2A a B, teplotně indukovaná degradace filmu v cílových chalkogenidech byla potlačena, stejně jako deformace hranic zrn indukovaná extruzí zrna během procesu změny teploty, a strukturální stabilita cílových chalkogenidů byla výrazně zlepšena. . Jak je znázorněno na obr. 2C, kmen chalkogenidu se měnil s teplotním cyklem, což ukazuje na změny v parametrech mřížky v chalkogenidu; naproti tomu cílový chalkogenid vykazoval stabilní cyklování deformace v úzkém rozmezí (-0.06 % až 0.38 %), což indikovalo, že cílový chalkogenid měl obnovitelnou krystalickou strukturu a uvolnitelné napětí mřížky.

Strukturní vývoj chalkogenidů během teplotních cyklů

Obr. 2. Strukturní vývoj chalkocitu během teplotních cyklů

Tester kvantové účinnosti

Fotovoltaický QE systém MNPVQE-300 je běžným nástrojem ve fotovoltaickém výzkumu a procesech kvality výrobních linek pro přesné stanovení spektrální odezvy solárních článků/EQE (IPCE) a IQE.

MNPVQE-300 je kompatibilní se širokou škálou typů fotovoltaických zařízení, materiálů a architektur, včetně c:Si, mc:Si, a:Si, µ:Si, CdTe, CIGS, CIS, Ge, citlivé na barviva, organické /polymer, tandem, multi-junction (2-, 3-, 4-junction, atd.), kvantové jamky, kvantové tečky, druhy síry a chalkogenidy.

Fotovoltaický průmysl, nenahraditelný křemenný písek

Fotovoltaický průmysl, nenahraditelný křemenný písek

5 klíčů k instalaci střešního fotovoltaického systému

5 klíčů k instalaci střešního fotovoltaického systému

Prázdný obsah. Vyberte článek pro náhled

Získejte bezplatné řešení

Pro Váš Projekt

Můžeme vám zdarma přizpůsobit vaše vlastní řešení

kontaktujte nás