Со временем в этих усилиях ученые пришли к выводу, что легирование – искажение кристаллической структуры путем введения примеси – поликристаллические солнечные элементы, полученные путем плавления кристаллов, называемых CZTSSe, с обильными землей и экологически чистыми щелочными металлами, такими как натрий. и калий, могут улучшить их эффективность преобразования света в электричество, а также привести к созданию недорогих гибких тонкопленочных солнечных элементов, которые, разумеется, могут найти множество применений в обществе, которое все больше делает носимую электронику обычным явлением. Но почему допинг улучшает показатели, пока неизвестно.
В недавней статье, опубликованной в Advanced Science, профессор Ли и его команда раскрывают одну часть этого неизвестного. Свои открытия они получили в результате наблюдений за составом и свойствами переноса электрического заряда ячеек CZTSSe, легированных слоями фторида натрия различной толщины.
Проанализировав эти легированные ячейки, профессор Ли и его команда увидели, что количество легирующей примеси определяет путь, по которому носители заряда проходят между электродами, делая ячейку более или менее проводящей. При оптимальной толщине легированного слоя 25 нанометров заряды протекали через кристалл по путям, обеспечивающим максимальную проводимость. Это, в свою очередь, предположили ученые, повлияло на «коэффициент заполнения» ячейки, который указывает на эффективность преобразования света в электричество.
При 25 нанометрах был получен рекордный коэффициент заполнения 63%, что является заметным улучшением по сравнению с предыдущим пределом в 50%. Общая производительность также была конкурентоспособной с таким количеством допинга.
Эти результаты дают представление о CZTSSe и других поликристаллических солнечных элементах, открывая путь к их дальнейшему совершенствованию и созданию устойчивого общества.
Но конкурентоспособные характеристики солнечного элемента, которые позволили получить эти результаты, делают его применение в реальном мире более осязаемым для нас, простых людей, как объясняет профессор Ли: «Мы разработали гибкие и экологически чистые солнечные элементы, которые будут полезны во многих отношениях в нашей стране. в реальной жизни, от встроенных в здание фотоэлектрических элементов и крыш солнечных панелей, до гибких электронных устройств."И с учетом смелого видения профессора Ли, возможно, до зеленой экономики не так уж далеко.