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斯坦福大學科學家設計基于二硒化鎢的二硫屬化物太陽能電池

2024-08-27 14:26  來源:pv-magazine  瀏覽:  

由斯坦福大學領導的一組研究人員開發出了一種新制造工藝,可以可擴展的方式制造過渡金屬二硫屬化物(TMD) 太陽能電池,從而使其更接近商業化生產。
用于新太陽能電池概念的 WSe2 薄膜
 
TMD 是一種二維材料,具有出色的半導體特性和高光吸收系數。這使得它們適合生產半透明和柔性太陽能電池,并有望應用于航空航天、建筑、電動汽車和可穿戴電子產品,這些領域非常需要輕質、高功率重量比和靈活性。

該研究的通訊作者 Koosha Nassiri Nazif 表示:“我們開發了一種可擴展、適合大規模生產的方法,可以生產出光伏級、晶圓級的二硒化鎢(WSe2 )薄膜,該薄膜具有層狀范德華結構和優異的特性,包括載流子壽命高達 144 納秒,比之前展示的任何其他大面積 TMD 薄膜高出 14 倍以上。 ”

該團隊設計了一種濺射多層 WSe2 薄膜,厚度為 15-30 納米,可通過基于 900 C 固體源硒 (SS-Se) 或 650 C 低熱預算氫硒 (H2Se) 前體的硒化工藝應用于 150 毫米晶圓上。所得 WSe2 薄膜的能帶隙為 1.2 eV 至 1.3 eV,科學家將其描述為太陽能收集的近乎理想的能帶隙。

據報道,與之前的硒化報告相比,該薄膜表現出更優異的特性,表面光滑均勻。研究人員表示,通過改進接觸和摻雜,在優化的太陽能電池設計中,其效率可達到 22.3%。
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