倫敦帝國(guó)理工學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)的生長(zhǎng)方法、降低空位濃度和優(yōu)化材料，硒化銻(Sb?Se?)吸收劑的效率有望顯著提升，可能超過(guò)目前10%的領(lǐng)先電池效率水平，接近26%的理論上限。

硒化銻是一種p型無(wú)機(jī)半導(dǎo)體，具有一維晶體結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的光電性能，其直接帶隙在1.2 eV至1.9 eV之間，近年來(lái)已被用作太陽(yáng)能電池的吸收材料。然而，盡管已顯示出一定潛力，但基于硒化銻的太陽(yáng)能電池的效率水平(5%至9.2%)仍落后于其他薄膜技術(shù)，如CISG、CdTe、CZTSSe和a-Si等。

研究的主要作者Aron Walsh指出，Sb?Se?電池技術(shù)的遷移率、載流子壽命、擴(kuò)散長(zhǎng)度、缺陷深度、缺陷密度和帶尾等特性在很大程度上仍未知，因?yàn)樯形粗圃斐鲎銐蚨嗟拇祟?lèi)設(shè)備。他通過(guò)量子力學(xué)模擬預(yù)測(cè)，通過(guò)選擇性生長(zhǎng)條件將電壓損失降至最低，預(yù)計(jì)硒化銻的效率最高可達(dá)26%。

Walsh對(duì)硒化銻在單結(jié)太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用以及加入硫以生產(chǎn)適用于串聯(lián)太陽(yáng)能電池的更寬帶隙材料的前景持樂(lè)觀(guān)態(tài)度。他表示，通過(guò)持續(xù)的研究和優(yōu)化，未來(lái)十年內(nèi)可能會(huì)取得重大進(jìn)展。

該研究的成果已發(fā)表于《焦耳》雜志，其中詳細(xì)探討了Sb?Se?太陽(yáng)能電池中的本征點(diǎn)缺陷，并利用系統(tǒng)的第一性原理計(jì)算評(píng)估了其非輻射載流子捕獲過(guò)程。研究小組指出，在最小化器件中空位濃度的中間生長(zhǎng)條件下可以實(shí)現(xiàn)高效率。

這一發(fā)現(xiàn)為硒化銻在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的可能性，并可能推動(dòng)其向更高效、更環(huán)保的能源解決方案邁進(jìn)。