碱金属掺杂的柔性太阳能电池如何工作的新见解

当开发出环保，廉价，多功能和高效的太阳能电池时，所有火力发电厂和核电厂都将消失，安装在海洋或外太空中的太阳能电池将为我们的世界提供动力，”李东善教授说。韩国光州科技学院。他对未来的高度乐观的看法反映了许多致力于改善太阳能电池的研究人员的愿景。

通过这项工作，科学家们已经认识到，通过引入称为CZTSSe的晶体与对地球有益的碱金属(如钠和钾)融化而成的多晶太阳能电池，掺杂(通过引入杂质来扭曲晶体结构)可以改善掺杂它们的光到电转换效率。这也导致了廉价，柔性，薄膜太阳能电池的创建，在日益使可穿戴电子设备变得司空见惯的社会中，可以找到许多应用。但是，为什么掺杂能提高性能尚不清楚。

在最近发表于《先进科学》上的一篇论文中，李教授及其团队揭示了这种未知的一部分。他们的发现来自对掺杂有不同厚度氟化钠层的CZTSSe细胞的组成和电荷传输性能的观察。

通过分析这些掺杂的电池，Lee教授和他们的团队发现，掺杂剂的数量决定了载流子在电极之间所经过的路径，从而使电池或多或少具有导电性。在25纳米的最佳掺杂层厚度下，电荷通过允许最大导电率的路径流经晶体。科学家推测，这反过来影响了电池的“填充因子”，这表明了光电转换效率。在25纳米处，记录的填充因子达到了63%，比之前的50%的限制有了显着提高。在这种掺杂量下，整体性能也具有竞争力。

这些发现为CZTSSe和其他多晶太阳能电池提供了见识，为进一步改善它们和实现可持续社会铺平了道路。但是，产生这些发现的太阳能电池的竞争性能使其在现实世界中的应用对我们普通百姓来说更加切实，正如李教授所言：“我们开发了灵活而环保的太阳能电池，这将在我们的许多方面发挥作用。从建筑物集成的光伏和太阳能电池板屋顶到柔性电子设备的现实生活。” 鉴于李教授所持的大胆愿景，也许绿色经济并不遥不可及。