Według aktualnych danych wydajność dla ogniw fotowoltaicznych opartych na kesterycie nie przekracza 12,6%, jednak wykorzystanie pierwiastka germanu może umożliwić rozpowszechnienie ogniw o wyższej mocy energetycznej.

Naukowcy z niemieckiego Centrum Helmholtza w Berlinie prowadzą badania nad zastąpieniem cyny germanem w przypadku ogniw PV opartych na kesterycie, który jest jednym z najbardziej obiecujących materiałów absorbujących światło i ”kandydatem” na wiodący materiał, który zapoczątkowałby kolejną generację cienkich ogniw słonecznych.

Reklama

Kesteryty składają się z popularnych pierwiastków, takich jak: miedź, cyna, cynk, selen, i w przeciwieństwie do komponentów CIGS, nie przewiduje się w przyszłości w ich przypadku tzw. efektu „wąskiego gardła” w łańcuchu dostaw. Ulepszone ogniwa są w stanie zapewnić wydajność na poziomie 20%, podczas gdy kesteryt, jak do tej pory, zdołał osiągnąć wydajność 12,6 %.

Zespół naukowców na czele z prof. Susan Schorr zyskał nowy wgląd w opto-elektryczne właściwości niestechiometrycznych próbek kesterytu, w których atomy cyny zostały zastąpione germanem, poprzez użycie dyfrakcji neutronowej. Technika tego rodzaju pozwoliła na przyjrzenie się w sposób bardziej dokładny, jak można by odróżnić od siebie miedź, cynk, german oraz ulokować je w krystalicznej siatce.

Naukowcy pokazali, że kesteryty charakteryzujące się raczej ubogą w miedź i bogatą w cynk kompozycją w ogniwach PV o dużej wydajności, posiadają także mniejszą koncentrację punktowych defektów, jak również najniższy stopień nieuporządkowania miedzi i cynku. Wykazali także, że przerwa energetyczna w ogniwie może zależeć od kompozycji próbek proszku kesterytowego oraz że wyższa koncentracja miedzi byłaby szczególnie niekorzystna dla wydajności ogniwa.

„Owa przerwa energetyczna jest charakterystyczna dla semiprzewodników i determinuje, które częstotliwości światła uwalniają nośniki ładunków w obrębie materiału”, poinformował René Gunder – koordynator projektu. „Wiemy, że german zwiększa optyczną przerwę energetyczną, dozwalając, by materiał przekonwertował większą ilość światła w energię elektryczną”.

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.