Coincheap nua a fhionnadh i bhfótavoltach a bhaineann leas as cumas ábhar a bheith ann i gcéimeanna criostalach éagsúla

Léirigh foireann taighdeoirí ón Ionad um Fhisic Chomhtháite agus Ábhair Fhótónacha in Ollscoil Teicneolaíochta Dresden agus ón Ionad um Ard-Leictreonaic i Dresden coincheap nua cealla gréine a bhaineann leas as cumas ábhar a bheith ann i gcéimeanna criostalach éagsúla. Tá an taighde gaolmhar foilsithe anois san iris Nature Energy.

Is é cuspóir cille fótavoltach solas na gréine a thiontú go leictreachas. Trí sholas na gréine a ionsú, gintear péirí iompróirí luchta, ar gá iad a dhíriú ansin chuig taobhanna urchomhaireacha an dé-óid fhótavoltach chun sruth leictreach a ghiniúint. Chun an próiseas seo a éascú, cuimsíonn an chuid is mó de chealla gréine heterojunction a sholáthraíonn tírdhreach fabhrach fuinnimh chun an scaradh muirir a thiomáint.

Mar shampla, cruthaíonn cealla gréine sileacain heterojunctions trí dhópáil leictreach a dhéanamh ar gach taobh den fheiste, rud a fhágann acomhal pn. Ar an láimh eile, bíonn cealla gréine orgánacha ag brath ar chineálacha éagsúla ábhar a mheascadh (deontóir agus glacadóir) chun heterojunctions a fhoirmiú. Mar sin féin, ní bhaineann na coincheapa seo de ghnáth le haicmí nua ábhair fhótavoltach atá ag teacht chun cinn.

Tá coincheap nua léirithe ag foireann taighde an tionscadail anois maidir le heitreajunctions fótavoltach a fhoirmiú. Chun é seo a dhéanamh, bhain na taighdeoirí leas as an bhfíric gur féidir ábhair a bheith ann go minic i bhfoirmeacha struchtúracha éagsúla, ar a dtugtar céimeanna criostalach.

Ciallaíonn an feiniméan seo, ar a dtugtar polymorphism, gur féidir leis an ábhar céanna airíonna éagsúla a thaispeáint ag brath ar shocrú sonrach na n-adamh agus na móilíní ina struchtúr. Trí dhá chéim criostalach den ábhar céanna a nascadh, léirigh na taighdeoirí don chéad uair foirmiú cille gréine heterojunction. Go sonrach, roghnaigh na taighdeoirí chalcogenide luaidhe iaidíd caeisiam - ábhar ionsúire cealla gréine éifeachtach sna céimeanna béite agus gáma - dá gcoincheap nua.

Mhínigh na taighdeoirí, "Tá airíonna optúla agus leictreonacha iaidíd luaidhe caisiam sna céimeanna agus sna céimeanna difriúil óna chéile, agus trí chalcogenide a chur ar bharr an chailiciginíde, bhíomar in ann cill gréine heitrea-heitreo-ghéine a chruthú atá i bhfad níos éifeachtaí ná an ghréine. cealla atá bunaithe ar chalcogenide aon phas." Ina gcuid staidéir, léirigh na taighdeoirí go mbíonn tionchar ag ciseal barr na céime ar fheidhmíocht na cille gréine ar roinnt bealaí.

Léirigh anailís speictreascópach chun cinn go raibh baint ag an bhfeidhmíocht fheabhsaithe le hionsú solais méadaithe agus ailíniú fuinnimh fabhrach a fhoirmiú idir an dá chéim, a dúirt na taighdeoirí.

Go tábhachtach, dheimhnigh na taighdeoirí gur fhan an heterojunction céim cobhsaí le linn oibriú cealla gréine agus fiú imirce ian faoi chois san ionsúire cealla gréine, fadhb choitianta a réiteach le hábhair chalcogenide.

Chun an coincheap heterojunction céime a bhaint amach, d'úsáid na taighdeoirí dhá phróiseas monaraithe éagsúla do na sraitheanna barr agus bun. Deir na taighdeoirí go bhfuil súil acu go mbeidh an coincheap nua seo, in éineacht le bealach monaraithe simplí le haghaidh heitreajunctions céime, infheidhme freisin maidir le raon leathan córas ábhar i raon feistí leictreonacha agus optoelectronic.

Toisc go léiríonn go leor ranganna leathsheoltóra polymorphism, d’fhéadfadh an coincheap seo an bealach a réiteach d’fheidhmchláir iomlána nua bunaithe ar heitrea-chomhcheangail, ar féidir iad a dhéanamh as ábhar amháin trí úsáid a bhaint as próiseas monaraithe simplí agus neamhchostasach.