태양 전지용 나노 이종 접합

태양전지
태양 전지는 햇빛을 받아 전기로 변환합니다. 전 세계적으로 태양광 발전의 기여도는 설치된 태양광 모듈이 많기 때문에 더 높습니다. 태양 전지에 의한 태양 에너지 활용의 잠재력과 격차는 엄청납니다. 반도체는 광자를 전자-정공 쌍 및 내부 전기장으로 변환하는 광 흡수체 역할을 합니다. 태양 전지의 기본 과정은 빛 흡수와 전하 분리입니다. 소수 캐리어의 수명과 캐리어 이동성은 고효율에 매우 중요합니다. 상업용 크기 셀의 기록 효율성은 12%에서 20% 사이입니다. 무기 단일 접합 태양 전지의 현재 최고 효율은 20-25%이며 지난 10년 동안 거의 포화 상태입니다.
무기 태양 전지
콜로이드 반도체 양자점과 나노결정을 기반으로 한 용액 처리된 무기 태양 전지는 양자점의 밴드갭을 넓은 에너지 범위에서 조정할 수 있기 때문에 넓은 파장 스펙트럼에서 빛을 흡수할 수 있기 때문에 많은 가능성을 보여줍니다. . 또한 생산 비용도 비교적 저렴합니다. 무기 태양 전지는 양자 구조를 사용하여 만들어집니다. MQW, SL 및 양자점을 광전지 장치에 통합하면 기존의 벌크 반도체 기반 태양 전지와 비교하여 이론적 최대 효율이 크게 향상됩니다. 나노막대 모양의 도너-수용체 태양전지는 공기 중에서도 안정적인 성능을 보입니다. 변환 효율의 이상적인 값과 실제 값 사이의 격차를 줄이는 데 어려움이 있습니다.
나노막대 모양의 이종접합
공여체-수용체 태양전지는 완전히 용액에서 스핀-캐스트된 무기 나노결정으로 구성됩니다. 태양전지는 나노막대 모양의 CdTe/CdSe 나노결정 이종접합을 사용한다. 각 초박형(~ 100nm) 나노결정은 여과된 피리딘 용액에서 스핀 캐스트됩니다. 이 기술은 거의 모든 기판에 조밀하게 채워진 나노결정의 넓은 면적의 유연한 박막을 제공합니다.
연구
스페인의 연구원들이 전자 수용체와 공여체 나노 물질로 구성된 나노 이종 접합을 사용하여 콜로이드 나노 결정 태양 전지에서 전하 캐리어의 수명을 연장하는 새로운 기술을 개발했습니다. 이 기술은 광전자 특성이 좋지 않은 광전지 재료에서도 높은 양자 효율을 허용합니다. 카드뮴 기반 결정은 이러한 화합물의 전하 캐리어가 상당히 오래 지속되기 때문에 연구원들이 사용했습니다.
수명 연장
연구원들은 태양광에 노출되었을 때 광발생 전자-정공 쌍이 나노 규모에서 분리되어 두 개의 매우 다른 나노 경로를 통해 장치를 사용하여 재결합 가능성을 줄입니다.
발행된 보고서에 따르면 연구원들은 비록 세포의 전력 변환 효율이 PbS 기반의 기록 효율 장치보다 약간 낮음에도 불구하고 주장합니다. 양자점 및 티타니아 n형 전극은 원리 증명을 보여주며, 스퍼터링된 산화물 전자 수용체 또는 500°C에서 고온 소결에 의존하는 이전 연구와 달리 그들의 기술은 완전한 용액 기반 공정을 사용하여 작동합니다. 100°C 미만의 저온에서 저비용 롤투롤 제조에 대한 무시할 수 없는 이점이 있습니다.