تكنولوجيا

توقع أداء الخلايا الشمسية في الحالة الصلبة من تيراهيرتز والتحليل الطيفي للموجات الدقيقة

معمل ليزر الفيمتو ثانية

في مختبر ليزر الفيمتو ثانية للدكتور دينيس فريدريش في HZB ، يمكن تحديد خصائص النقل لأشباه الموصلات باستخدام تيراهيرتز أو التحليل الطيفي بالموجات الدقيقة. تحقيقًا لهذه الغاية ، تثير نبضة ضوء الليزر أولاً حاملات الشحنة في المادة ، والتي يتم بعد ذلك تشعيعها بالموجات الكهرومغناطيسية (إما THz أو الموجات الدقيقة) وتمتص بعضها. 1 رصيد

العديد من مواد أشباه الموصلات مرشحة محتملة للخلايا الشمسية. في السنوات الأخيرة ، جذبت أشباه الموصلات البيروفسكايت على وجه الخصوص الانتباه لأنها غير مكلفة وسهلة المعالجة وتسمح بإنتاجية عالية. اليوم ، تُظهر دراسة أجريت مع 15 معهدًا بحثيًا مشاركًا كيف يمكن استخدام التحليل الطيفي لموجات تيراهيرتز (TRTS) والميكروويف (TRMC) لتحديد قابلية تنقل حاملات الشحنة وعمرها في أشباه الموصلات للمواد الجديدة بشكل موثوق. باستخدام بيانات القياس هذه ، من الممكن التنبؤ بالكفاءة المحتملة للخلية الشمسية مسبقًا وترتيب الخسائر في الخلية النهائية.

أهم خصائص أشباه الموصلات لاستخدامها كخلية شمسية تشمل التنقل وعمر الإلكترونات و “الثقوب”. يمكن قياس كلا الكميتين تلامس باستخدام طرق التحليل الطيفي باستخدام تيراهيرتز أو إشعاع الميكروويف. ومع ذلك ، غالبًا ما تختلف بيانات القياس الموجودة في الأدبيات حسب الحجم. لذلك من الصعب استخدامها لإجراء تقييمات موثوقة لجودة المواد.

تم قياس العينات المرجعية

يوضح الدكتور هانيس همبل من فريق HZB بقيادة الدكتور توماس أونولد: “أردنا الوصول إلى حقيقة هذه الاختلافات واتصلنا بخبراء من إجمالي 15 مختبرًا دوليًا لتحليل المصادر النموذجية للخطأ ومشكلات القياس”. . أرسل علماء الفيزياء في HZB كل عينات مرجعية معملية أنتجها فريق الدكتور مارتن ستولتيرفوت من جامعة بوتسدام باستخدام مركب أشباه الموصلات البيروفسكايت (Cs ، FA ، MA) Pb (I ، Br)3) مُحسَّن لتحقيق الاستقرار.

بيانات أفضل لتوقع أفضل

إحدى نتائج العمل المشترك هي التحديد الأكثر دقة لخصائص النقل باستخدام التحليل الطيفي التيراهرتز أو الميكروويف. “لقد تمكنا من تحديد بعض نقاط الألم التي يجب أخذها في الاعتبار قبل إجراء القياسات الفعلية ، مما يسمح لنا بالتوصل إلى اتفاق أفضل للنتائج” ، يشير همبل.

نتيجة أخرى للدراسة: من خلال بيانات القياس الموثوقة والتحليل الإضافي ، يمكن أيضًا حساب خصائص الخلية الشمسية بشكل أكثر دقة. “نعتقد أن هذا التحليل له أهمية كبيرة بالنسبة للبحوث الكهروضوئية ، لأنه يتنبأ بأقصى قدر ممكن من كفاءة المواد في خلية شمسية ويكشف عن تأثير آليات الخسارة المختلفة ، مثل حواجز النقل” ، يوضح أونولد. لا ينطبق هذا فقط على فئة مواد أشباه الموصلات البيروفسكايت ، ولكن أيضًا على مواد أشباه الموصلات الجديدة الأخرى ، والتي يمكن بالتالي اختبارها بسرعة أكبر لمعرفة مدى ملاءمتها المحتملة.

المرجع: “التنبؤ بأداء الخلايا الشمسية من تيراهيرتز والتحليل الطيفي للموجات الدقيقة” بقلم هانيس همبل ، وتوم جيه سافينجي ، ومارتن ستولتيرفوت ، وجنس نيو ، وميشيل فايلا ، وفايزاك سي بينغاد ، وبيتر كويل ، وإدوين ج.هيلويل ، وجاكوب إيه. شليونينج ، جياشانج زاو ، دينيس فريدريش ، كلاوس شوارزبورج ، لورينز دي إيه سيبيليس ، باتريك دورفلنجر ، فلاديمير دياكونوف ، ريوزي كاتوه ، مين جي هونج ، جون جي لابرام ، موريزيو مونتي ، إدوارد بتلر كادل ، جيمس لويد هيوز ، محمد إم. ، جايسون ب. باكستر ، تيموثي ج.ماجنانيلي ، سيمون لو ، جوزيف إم كاردون ، شين أردو وتوماس أونولد ، 26 فبراير 2022 ، مواد الطاقة المتقدمة.
DOI: 10.1002 / aenm.202102776


Source link

مقالات ذات صلة

أضف تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

Back to top button