佐賀大學等提升中間能帶太陽電池的光吸收電流,可望促進次世代電池開發

 

刊登日期:2021/12/2
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日本佐賀大學與香港城市大學針對利用多重能隙(Multibandgap)半導體的中間能帶太陽電池(Intermediate Band Solar Cell),成功地增加了二階段光吸收電流,同時也是提升能源轉換效率的關鍵。中間能帶太陽電池係於一般半導體的能隙中使用了具有新能隙之材料的太陽電池,利用此中間能帶,俾使小於能隙的部分光能量也可轉換成電子,理論上可以達到63.8%的能源轉換效率,為了實現中間能帶的開發,大部分的研究採用了量子點超晶格的手法。而研究團隊多年來持續利用擁有中間能帶的特殊材料–多重能隙半導體推動此項研發,並於2012年以此材料達成了世界首次的中間能帶太陽電池發電原理實證。然而為了提升效率,藉由中間能帶增加二階段光吸收是一項重要的課題,但既有材料在熱平衡下電子幾乎不存在,造成光吸收率小,故有改善之必要。

研究中透過添加做為予體(Donor)的不純物質進行結晶成長,藉此增加中間能帶內的電子濃度,進而成功地增加了二階段光吸收電流。此項研究成果是提高使用多重能隙半導體材料之中間能帶太陽電池效率的重要基礎技術,將可望為下一代太陽電池開發有所貢獻,促進脫碳社會願景的實現。


資料來源: https://optronics-media.com/news/20211102/75110/
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