Команда под руководством профессора Чонмина Чой из Департамента энергетических наук и техники разработала квантовую точку PbS, которая может быстро повысить электропроводность солнечных элементов. Выводы опубликовано в журнале Маленький.
Команда нашла метод повышения электропроводности за счет использования «импульсного» света, который генерирует значительную энергию концентрированным образом через равные промежутки времени. Этот метод может заменить процесс термообработки, требующий значительного времени для достижения того же результата. Ожидается, что этот подход облегчит производство и коммерциализацию солнечных элементов с квантовыми точками PbS в будущем.
Квантовые точки PbS — это наноразмерные полупроводниковые материалы, которые активно исследуются для разработки солнечных элементов следующего поколения. Они могут поглощать широкий диапазон длин волн солнечного света, включая ультрафиолетовый, видимый свет, ближний инфракрасный и коротковолновый инфракрасный диапазон, а также имеют низкие затраты на обработку благодаря обработке в растворе и превосходным фотоэлектрическим свойствам.
Изготовление солнечных элементов с квантовыми точками PbS включает в себя несколько технологических этапов. До недавнего времени процесс термообработки считался важным этапом, поскольку он эффективно покрывает подложку слоем квантовых точек и подвергает материал термообработке для дальнейшего увеличения его электропроводности.
Однако когда квантовые точки PbS подвергаются воздействию света, тепла и влаги, образование дефектов на их поверхности может ускориться, что приведет к рекомбинации заряда и ухудшению производительности устройства. Это явление затрудняет коммерциализацию этих материалов.
Чтобы подавить образование дефектов на поверхности квантовых точек PbS, группа под руководством профессора Чоя предложила термообработку, включающую воздействие света на точки в течение короткого периода в несколько миллисекунд. Традиционные методы термообработки слоев квантовых точек PbS включают их нагревание в течение десятков минут при высоких температурах с использованием горячих плит, печей и т. д.
Предложенная исследовательской группой «техника импульсной термообработки» преодолевает недостатки существующего метода за счет использования сильного света для завершения процесса термообработки за несколько миллисекунд. Это приводит к подавлению поверхностных дефектов и увеличению времени пробега зарядов (электронов, дырок), генерирующих электрический ток. Кроме того, достигается высокая эффективность.
«Благодаря этому исследованию мы смогли повысить эффективность солнечных элементов, разработав новый процесс термообработки, который может преодолеть ограничения существующего процесса термообработки квантовых точек», — сказал профессор Чой с факультета энергетических наук и техники DGIST. .
«Кроме того, ожидается, что разработка процесса квантовых точек с превосходным волновым эффектом будет способствовать широкому применению этой технологии в ряде оптоэлектронных устройств в будущем».
Это исследование было проведено в сотрудничестве с профессором Чангёном Лимом с кафедры энергетической химической инженерии Национального университета Кёнпук и профессором Чончулем Лимом с кафедры энергетической инженерии Национального университета Чунгнам.
Предоставлено DGIST (Институт науки и технологий Тэгу Кёнбук)