Multiferroic Materials to Enhance Solar Cell Efficiency

新型薄膜太阳能电池技术是一种革命性的发展,它将为将清洁能源引入现代家庭并改变生活方式铺平道路。

Multiferroic Materials to Enhance Solar Cell Efficiency.
一种。完整设备堆栈和各个层的微观形态。b。磁场中能带对齐的示意图。在不同极化方向上的能量带对齐的C和D示意图。图片来源:Kaixin Guo,Xu Wang,Rongfen Zhang,Zhao Fu,Liangyu Zhang,Guobin MA和Chaoyong Deng

如今,人们对这些新型薄膜太阳能电池的发展前景非常乐观。遗憾的是,这样的太阳能电池通常表现出较差的稳定性和低光电转换效率,从而导致以环境成本升级效率。

因此,发现生态友好的技术以提高PV设备的稳定性和转换效率至关重要。

经过长时间的研究,研究人员发现,具有特定不对称结构(所谓的多表情)的某些材料不仅代表了铁电和铁磁序,还代表了许多显着的耦合,从而显着扩展了其应用。亚博网站下载

在1970年代,研究人员无意中发现了一种新的关键物理发生 - 铁电PV效应。它与传统的P-N结根源不同,因此也称为异常或散装光伏效应。

近来,随着能源研究的不间断变暖,科学家将具有合适的带隙结构的多效率纳入了太阳能电池中,作为设备的光吸收层,创造了一种新的多铁色太阳能PV设备。

现在,研究人员提出了许多有关铁电PV效应的物理机制的理论。但是,大多数人认识到这种效果与材料的极化特征密切相关。亚博网站下载

2015年,加拿大研究人员费德里科·罗西(Federico Rosei)和里亚德·奈赫(Riad Nechache)报告了带隙的改变和多效性BI的铁电PV效应2Fecro6薄膜。已经确定,在PV设备上对铁电极化的调节确实可以实现。

It is proven that there is also some relationship between light and magnetic field. It is yet to be seen whether the PV response can also be modified by magnetization for multiferroics. And what will the mechanism be?

在一项新的研究中轻科学和应用亚博老虎机网登录,由吉州省电子复合材料主要实验室,中国吉州大学的大数据和信息工程学院的Chaoyong Deng教授领导的研究团队,中国和同事创建了一个低成本的新型全型氧化物太阳能电池并检查了设备的PV响应的调节。

他们基于自制的黑硅,通过将无毒的二晶型钙钛矿异质结纳入光吸收器和石墨烯作为阳极作为阳极,以提供近3.90%的高光转移效率。在稳定性跟踪测试30天后,它们的太阳能电池仍维持90%的初步效率。

更值得注意的是,他们研究了该设备对设备的光伏响应的调节机制,从掺入的现场驱动的载体分离和上面盖布上的变化中,这对于提高常规铁电氧化物氧化物太阳能太阳能太阳能效率至关重要,这一点非常重要细胞。

因此,他们的研究使人们在新的光伏设备领域的多效材料的重要潜力以及超过冲击式盖尔塞极限的可能性。亚博网站下载报告的方法和系统将为多种材料的应用提供重要参考,并为将来的高性能光伏设备设计而设计,而不会引起环境污染。亚博网站下载

太阳能电池围绕多效性二晶层层状钙钛矿异质结,而黑硅充当轻度收获和反向散射层。吸收器的多性性能使其显示出铁磁性,铁电性和一系列耦合,从而为相应的PV响应提供了基础。

As a result, they try to order the performance of the device by applying a magnetic field and an electric field. The results reveal that both magnetization and ferroelectric polarization can effectively tweak the photovoltaic reaction. These researchers review the regulation mechanism of their solar cells.

除了众所周知的Rashba效应外,我们将此调节归因于内置的野外载体分离和相应的带隙对齐。由铁电极化引起的内置去极化场的不同方向以及由压电效应确定的内置场促进(或阻碍)光层电子和孔的方向运动。

Guizhou University研究人员Kaixin Guo博士

“同时,极化矢量的头部(或尾部)侧的正(负)表面电荷的积累使活动层的能量水平向下(或向上),从而导致屏障高度的降低(或增加),它变得足够大,可以逆转脉冲,以扭转设备结构的原始带弯曲的曲线,”Kaixin Guo博士继续。

由于Zeeman效应,系统中的过渡金属原子的能级将两极分化并分裂,这使得这些杂质水平从带隙中心脱落,从而降低了重组中心的重组率到少数族裔载体,从而延长了寿命少数族裔载体,从而提高了太阳能电池的效率。

Guizhou University研究人员Kaixin Guo博士

研究人员说,“提出的技术简单易懂,可控制光伏设备的性能,高稳定性和环境友好性使人们有望在新型太阳能电池领域中削减惊人的数字。透明

“这一突破可以为多种材料的应用以及未来的高性能光伏设备的设计提供宝贵的参考,而不会引起环境污染,”亚博网站下载研究人员估计。

期刊参考:

Guo,K。,et al。(2021)多种氧化物BFCNT/BFCO杂结黑色硅光伏设备。光:科学与应用亚博老虎机网登录doi.org/10.1038/S41377-021-00644-0

Source:http://english.ciomp.cas.cn/

告诉我们你的想法

您是否有评论,更新或想添加到此新闻故事中的任何内容?

留下您的反馈
您的评论类型
提交