Son bir neçə onillikdə günəş batareyaları getdikcə geniş yayılmışdır, dünya miqyasında artan sayda fərdlər və müəssisələr evlərini və ya əməliyyatlarını gücləndirmək üçün günəş enerjisindən istifadə edirlər. Beləliklə, bütün dünyada enerji mühəndisləri fotovoltaiklərin inkişafı üçün perspektivli, ekoloji cəhətdən təmiz və toksik olmayan, həmçinin asanlıqla əldə edilə və emal edilə bilən materialları müəyyən etməyə çalışırlar.

Bunlara təbii olaraq yaranan mineral kesteritə bənzəyən kristal quruluşa malik yarımkeçirici materiallar sinfi olan Cu₂ZnSnS₄ (CZTS) kimi kesteritə əsaslanan materiallar daxildir . Kesterit günəş batareyaları bu gün ən çox istifadə edilən adi silikon əsaslı fotovoltaiklər üzərində müxtəlif üstünlüklərə malik ola bilər, o cümlədən aşağı istehsal xərcləri, daha az zəhərli tərkib və daha çox çeviklik.

Potensiallarına baxmayaraq, bu günə qədər hazırlanmış kesterit günəş batareyaları silikon analoqlarına nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə aşağı gücə çevrilmə səmərəliliyinə (PCEs) nail olur. Bu, böyük ölçüdə yük daşıyıcılarını tutan kesteritə əsaslanan materiallardakı atom miqyaslı qüsurlarla və radiasiyaya məruz qalmayan rekombinasiyanı sürətləndirən, enerji itkilərinə səbəb olan və beləliklə də günəş batareyalarının işini azaldan proseslə bağlıdır.

Shenzhen Universiteti və Rennes Universitetinin tədqiqatçıları bu yaxınlarda CZTS və digər kesteritlərdəki qüsurları aradan qaldırmağa kömək edə biləcək yeni passivasiya texnikasını təqdim etdilər və bu da öz növbəsində bu materiallara əsaslanan günəş batareyalarının performansını artıra bilər. Təbiət Enerjisində nəşr olunan bir məqalədə qeyd olunan onların təklif etdiyi texnika, materialların xüsusiyyətlərini yaxşılaşdırmaq üçün əlavə əlavələrdən istifadə etmədən, 11,51% sertifikatlaşdırılmış effektivliyə malik günəş batareyaları ilə nəticələndi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=2793866484&adk=2520359048&adf=746485419&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1745831546&rafmt=1&armr=3&format=750×280&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-04-passivation-technique-defects-kesterite-solar.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTUiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEzNS4wLjcwNDkuMTE1Il0sWyJOb3QtQS5CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTM1LjAuNzA0OS4xMTUiXV0sMF0.&dt=1745831546666&bpp=1&bdt=87&idt=146&shv=r20250423&mjsv=m202504220101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1745831482%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1745831482%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1745831482%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2671558798300&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=448&ady=1537&biw=1905&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95358862%2C95358864%2C95357460%2C95358975%2C95359238%2C42533293%2C95359118%2C95356661%2C95356809&oid=2&pvsid=4888091344238436&tmod=1180109093&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=151

Tong Wu, Shuo Chen və onların həmkarları öz məqalələrində “CZTS, xüsusilə çox qovşaqlı günəş batareyaları üçün rəqabətə davamlı fotovoltaik materialdır” dedi. “Lakin cihazın enerjiyə çevrilməsinin səmərəliliyi illərdir durğun olaraq qalır. Kükürd boşluqları (V _S ) kimi dərin səviyyəli qüsurlar yük daşıyıcılarının ciddi qeyri-radiativ rekombinasiyasına səbəb olur. Biz oksigenlə zəngin mühitdə CdS/CZTS heteroqovuşmasının istilik müalicəsi vasitəsilə V _{S üçün passivasiya strategiyasını təklif edirik.”}

Bu tədqiqatçılar qrupu tərəfindən hazırlanmış passivasiya strategiyası, oksigenlə zəngin mühitdə, kesterit materialı (yəni, CZTS) və kadmium sulfid (CdS) bufer təbəqəsi arasında interfeys olan CdS/CZTS heteroqovşağının qızdırılmasını nəzərdə tutur . Tampon təbəqələri günəş batareyalarında uducu materiallar, bu halda CZTS və şəffaf keçirici material arasında yerləşdirilən ara təbəqələrdir.

“Bu prosesdə V _S oksigen atomları tərəfindən işğal edilir , V _S qüsurlarını yatırır” deyə Wu, Chen və onların həmkarları izah etdi. “Bundan əlavə, Cd ionlarının CZTS absorber təbəqəsinə yayılması və müsbət Na–O və Sn–O komplekslərinin əmələ gəlməsi əlaqədar qüsurları passivləşdirə bilər. Bu təsirlər yük rekombinasiyasının azalmasına və əlverişli zolağın uyğunlaşmasına səbəb oldu.”

Tədqiqatçılar passivasiya yanaşmasının potensialını nümayiş etdirmək üçün onu real CZTS əsaslı günəş batareyalarına tətbiq etdilər və sonra bir sıra testlərdə bu hüceyrələrin performansını qiymətləndirdilər. Onlar aşkar ediblər ki, onların strategiyası heç bir əlavə və ya xarici dopinq strategiyasından istifadə etmədən hüceyrələrin PCE-lərini təkmilləşdirir.

Wu, Chen və onların həmkarları yazırdı: “Biz heç bir xarici kation ərintisi olmadan hava məhlulu ilə işlənmiş CZTS günəş batareyaları (1,5 eV bant boşluğu) üçün 11,51% sertifikatlaşdırılmış səmərəliliyi nümayiş etdiririk”. “Tədqiqat kəserit günəş hüceyrələrinin qüsurlu passivasiyası və performansını yaxşılaşdıran mexanizm haqqında anlayışlar təklif edir.”

Gələcəkdə Wu, Chen və onların həmkarları tərəfindən aparılan son araşdırma və onların hazırladıqları yeni passivasiya strategiyası daha da təkmilləşdirilə və digər kesterit əsaslı günəş batareyalarına tətbiq oluna bilər. Nəhayət, bu, bu günəş hüceyrələrinin inkişafına töhfə verə bilər ki, bu da öz növbəsində onların real dünyada yerləşdirilməsini asanlaşdıra bilər.

Ətraflı məlumat: Tong Wu et al, 11,51% sertifikatlaşdırılmış səmərəliliyi ilə Cu2ZnSnS4 günəş elementində dərin səviyyəli tələlərin qarşısını almaq üçün oksigenlə zəngin mühitdə istilik müalicəsi, Təbiət Enerjisi (2025). DOI: 10.1038/s41560-025-01756-2 .

Jurnal məlumatı: Təbiət Enerjisi 

© 2025 Science X Network