低成本且不使用有毒金屬之CZTSSe薄膜太陽電池面板

 

刊登日期:2020/7/14
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一般市售薄膜太陽能面板含有銦、鎵等高價的稀土類元素或是鎘之類毒性較高的金屬,因此具有高成本、造成環境負擔等問題。而以青銅與黃銅做為母材料的薄膜太陽電池,雖然有非毒性、低成本、高耐久性等優點,理論上發電效率也與高效率製品一致,但實際上卻有效能大幅落後的問題。主要是因為製作CZTSSe(銅鋅錫硫硒)薄膜的退火(Annealing)過程中,材料上形成了點或面的各種缺陷,因而損及電流的流動,造成電力損失。

對此問題,韓國大邱慶北科學技術院開發了一項可製作出最高品質之CZTSSe薄膜的合成手法。研究團隊對強烈影響CZTSSe薄膜粒度(Particle Size)的退火條件進行了調查,發現延長退火時間,提高退火溫度後,結晶粒徑會變大,電力損失則會減少。

然而提高退火溫度並延長時間會產生分解,促使CZTSSe薄膜的特性產生變化。為了避免此問題發生,研究團隊採用了特殊「liquid-assisted法」,提高了CZTSSe的結晶成長速度,藉此即使是低溫狀態也能生成大結晶粒,並防止CZTSSe薄膜特性產生變化。

透過此項研究,可望促進低成本且對環境友善之太陽能源的利用,今後無毒且不使用稀有金屬之CZTSSe薄膜太陽電池可望擴大應用於電子機器、家庭用品、建物、車輛等各種用途上。

資料來源:https://www.dgist.ac.kr/en/html/sub06/060202.html?mode=V&no=6ff9fd313750b1b188ffaff3edddb8d3&GotoPage=1


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