سولارابيك، الصين، ماليزيا –28 أكتوبر 2024: اقترح باحثون في الصين وماليزيا بنية جديدة لخلايا الأغشية الرقيقة من كبريتيد النحاس والزنك والقصدير “CZTS” تتميز بطبقة عازلة من أكسيد التنغستين وطبقة كسترايت موضوعة على الجزء الخلفي في محاولة منهم لتحسين الكفاءة واستخدام مواد صديقة للبيئة.
وقد حققت الخلية الشمسية باستخدام هذه البنية جهد دارة مفتوحة قدره 1.2 فولط وعامل ملء قدره 83.37%.
تفاصيل الدراسة
اختار الفريق أكسيد التنغستين “WO3” كطبقة عازلة لما يتمتع به من خصائص ناقلية كهربائية ممتازة وفجوة نطاق عالية. وقد تم استخدامه ليحل محل طبقة عازلة من كبريتيد الكادميوم “CdS” السامة وذات التكلفة العالية.
بالإضافة إلى ذلك فقد اختار الباحثون تطبيق طبقة خلفية للخلية تعتمد على الكسترايت ” Cu2ZnSnSe4 (CZTSe)” بين الطبقة الماصة وركيزة معدن البلاتينيوم “Pt”.
تم تشكيل خلية بدون طبقة كسترايت خلفية مع أكسيد الزنك “ZnO” كطبقة نافذة وأكسيد التنغستين كطبقة عازلة و كبريتيد النحاس والزنك والقصدير “CZTS” كطبقة ماصة وركيزة من معدن البلاتينيوم وقد أطلق عليها الباحثون اسم ” Pt/CZTS/WO3/ZnO”.
أما الخلية الأخرى فقد تم تشكيلها بطريقة مشابهة للأولى ولكن مع إضافة طبقة خلفية من الكسترايت ” CZTSe” محصورة بين “CZTS ” و”Pt” وقد أطلق عليها اسم “Pt/CZTSe/CZTS/WO3/ZnO”.
درس الفريق الخلايا بوجود طبقة الكسترايت الخلفية وبدونها. وكيفية تأثير سماكة الطبقة ودرجة الحرارة التشغيلية وطبقات الاتصال الخلفي والمستقبلات وتأثير العيوب في الطبقة الخلفية على الأداء باستخدام برنامج سعة الخلية الشمسية ” SCAPS-1D” المطور من قبل جامعة جينت.
النتائج
أظهرت المقارنة أن إضافة طبقة الكسترايت الخلفية قد تزيد من أداء خلايا كبريتيد النحاس والزنك والقصدير “CZTS” الشمسية. فقد حققت خلية ذات بنية “Pt/CZTSe/CZTS/WO3/ZnO” جهد دارة مفتوحة قدره 1.2 فولط وعامل ملء (Ff) قدره 83.37% وكفاءة تحويل قدرها 29.3% مقارنة بكفاءة الخلية ذات بنية ” Pt/CZTS/WO3/ZnO” والتي بلغت 23.01%.
وأضاف العلماء أنه في الممارسات الصناعية من الضروري مراعاة تكلفة المواد والاستدامة البيئية وكثافة عيوب المواد لتحقيق الإنتاج على نطاق واسع. وقالوا “يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على تطوير واستقرار خلايا شمسية متعددة الوصلات غير المتجانسة، واستكشاف التطعيم بالأيونات المعدنية، وتحسين تقنيات الأغشية الرقيقة”، وقد أكدوا أن هذا البحث من شأنه أن يوفر طريقة جديدة لتحسين أداء الخلايا الشمسية ذات البنية المماثلة لتمكين تصنيع خلايا شمسية منخفضة التكلفة وعالية الكفاءة.
تابعونا على لينكيد إن Linked-in لمعرفة كل جديد في مجال الطاقة المتجددة والسيارات الكهربائية…
نتمنى لكم يوماً مشمساً!
المصدر:finanznachrichten.de
