Chia sẻ bài báo qua Email NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP HẠT NANO Cu(Zn,Sn)Se2 CHO ỨNG DỤNG LÀM LỚP HẤP THỤ TRONG PIN NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
Thông tin bài báo
Ngày nhận bài: 07/01/20 Ngày hoàn thiện: 20/05/20 Ngày đăng: 21/05/20Các tác giả
1. Nguyễn Thị Thu Hiền
, Viện Tiên tiến Khoa học và Công nghệ - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Trường Đại học Điện lực2. Chu Đức Thành, Viện Tiên tiến Khoa học và Công nghệ - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
3. Hoàng Văn Hoàn, Viện Tiên tiến Khoa học và Công nghệ - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
4. Trần Quốc Hoàn, Viện Tiên tiến Khoa học và Công nghệ - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội Trường Đại học Điện lực
5. Nguyễn Đức Tường, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
6. Nguyễn Duy Cường, Viện Tiên tiến Khoa học và Công nghệ - Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
Tóm tắt
Trong nghiên cứu này nhóm tác giả tập trung vào nghiên cứu tổng hợp hạt nano Cu(Zn,Sn)Se2 (CZTSe) cho ứng dụng làm lớp hấp thụ ánh sáng trong pin năng lượng mặt trời. Các hạt nano sau khi chế tạo được phủ thành màng và được xử lý ở các điều kiện khác nhau. Hạt nano CZTSe được tổng hợp bằng phương pháp phun nóng ở nhiệt độ 220 °C trong môi trường khí nitrogen. Hạt nano CZTSe đã thu được có cấu trúc hoàn toàn đơn pha và kích thước nằm trong khoảng 6-20 nm và độ kết tinh cao. Các màng mỏng CZTSe sau khi được xử lý nhiệt trong môi trường khí nitrogen cho thấy pha CZTSe bị phân hủy thành các pha khác. Ngược lại, khi xử lý các màng CZTSe trong môi trường hơi selenium thì sự phân hủy pha không được nhìn thấy, các hạt tinh thể có kích thước lớn (~ 1µm) được hình thành. Các kết quả này chỉ ra rằng các hạt nano CZTSe đã tổng hợp được rất tiềm năng cho ứng dụng làm lớp hấp thụ trong pin năng lượng mặt trời CZTSe.
Từ khóa
Toàn văn:
PDFTài liệu tham khảo
[1]. A. M. Barnett, and A. Rothwarf, “Thin-film solar cells: A unified analysis of their potential,” IEEE Transactions on Electron Devices, vol. ED-27, pp. 615-630, 1980.
[2]. K. Ito, “Copper Zinc Tin Sulfide-Based Thin-Film Solar Cells”. Wiley, United Kingdom, 2015, p. 29.
[3]. S. H. Lee, C. K. Kim, J. H. In, H. S. Shim, and S. H. Jeong, “Selective removal of CuIn1−xGaxSe2 absorber layer with no edge melting using a nanosecond Nd : YAG laser,” J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 46, p.105502, 2013.
[4]. G. Altamura, and J. Vidal, “Impact of minor phases on the performances of CZTSSe thin-film solar cells,” Chem. Mater., vol. 28, pp. 3540-3563, 2016.[5]. T. Wada, Y. Hashimoto, S. Nishiwaki, T. Satoh, S. Hayashi, T. Negami, and H. Miyake, “High-efficiency CIGS solar cells with modified CIGS surface,” Sol. Energy Mater. Sol. Cells, vol. 67, pp. 305-310, 2001. [6]. P. Jackson, D. Hariskos, R. Wuerz, O. Kiowski, A. Bauer, T. M. Friedlmeier, and M. Powalla, “Properties of Cu(In,Ga)Se2 solar cells with new record efficiencies up to 21.7%,” Phys. Status Solidi RRL, vol. 9, pp. 28-31, 2016.[7]. K. Sun et al., “Over 9% Efficient Kesterite Cu2ZnSnS4 Solar Cell Fabricated by Using Zn1-xCdxS Buffer Layer,” Adv. Energy Mater., vol. 6, p.1600046, 2016.
[8]. C. Yan et al., “Cu2ZnSnS4 solar cells with over 10% power conversion efficiency enabled by heterojunction heat treatment,” Nature Energy, vol. 3, pp. 764-772, 2018.
[9]. W. Wang et al., “Device Characteristics of CZTSSe Thin‐Film Solar Cells with 12.6% Efficiency,” Adv. Energy Mater., vol. 4, p.1301465, 2014.[10]. J. L. Wu, Y. Hirai, T. Kato, H. Sugimoto, and V. Bermudez, “New world Record efficiency up to 22.9% for Cu (In,Ga)(Se,S)2 thin‐film solar cell,” 7th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (WCPEC‐7), June 10–15, Waikoloa, HI, USA, 2018.
[11]. Q. Tian et al., “Hydrophilic Cu2ZnSnS4 nanocrystals for printing flexible, low-cost and environmentally friendly solar cells,” CrystEngCom, vol. 14, pp. 3847-3850, 2014.
[12]. G. Larramona et. al, “8.6% Efficient CZTSSe Solar Cells Sprayed from Water–Ethanol CZTS Colloidal Solutions,” J. Phys. Chem. Lett., vol. 5, pp. 3763-3767, 2014.
[13]. H. Chen, et al. “Electrodeposited CZTS solar cells from Reline electrolyte,” Green Chem., vol. 16, pp. 3841-3845, 2014.
[14]. N. K. Youn et al., “Cu2ZnSnS4 solar cells with a single spin‐coated absorber layer prepared via a simple sol–gel route,” Int. J. Energy Res., vol. 40, pp. 662-669, 2016.
[15]. M. P. Suryawanshi et al., “Improved solar cell performance of Cu2ZnSnS4 (CZTS) thin films prepared by sulfurizing stacked precursor thin films via SILAR method,” J. Alloys Compd., vol. 671, pp. 509-516, 2016.
[16]. X. Zeng et al., “Cu2ZnSn(S,Se)4 kesterite solar cell with 5.1% efficiency using spray pyrolysis of aqueous precursor solution followed by selenization,” Sol. Energy Mater. Sol. Cells, vol. 124, pp. 55-60, 2014.
[17]. C. K. Miskin, W. C. Yang, C. J. Hages, N. J. Carter, C. S. Joglekar, E. A. Stach, and R. Agrawal, “9.0% efficient Cu2ZnSn(S,Se)4 solar cells from selenized nanoparticle inks,” Prog. Photovoltaics Res. Appl., vol. 23, pp. 654-659, 2015.
[18]. Y. Cao et al., “High-Efficiency Solution-Processed Cu2ZnSn(S,Se)4 Thin-Film Solar Cells Prepared from Binary and Ternary Nanoparticles,” J. Am. Chem. Soc., vol. 134, pp. 15644-15647, 2012.
[19]. L. Korala, M. Braun, J. M. Kephart, Z. Tregillus, and A. L. Prieto, “Ligand-Exchanged CZTS Nanocrystal Thin Films: Does Nanocrystal Surface Passivation Effectively Improve Photovoltaic Performance,” Chem. Mater., vol. 29, no. 16, pp. 6621-6629, 2017.
[20]. K. J. Kim, C. Pan, S. Bansal, R. Malhotra, D. H. Kim, and C. H. Chang, “Scalably synthesized environmentally benign, aqueous-based binary nanoparticle inks for Cu2ZnSn(S,Se)4photovoltaic cells achieving over 9% efficiency,” Sustainable Energy Fuels, vol. 1, pp. 267-274, 2017.
[21]. G. Chen et al., “Fabrication of Cu2ZnSnS4 thin films using oxides nanoparticles ink for solar cell,” J. Power Sources, vol. 276, pp. 145-152, 2015.[22]. G. Qijie et al., "Fabrication of 7.2% efficient CZTSSe solar cells using CZTS nanocrystals," J. Am. Chem. Soc., vol. 132, no. 49, pp. 17384-17386, 2010.
[23]. H. Wei, W. Guo, Y. Sun, Z. Yang, and Y. Zhang, “Hot-injection synthesis and characterization of quaternary Cu2ZnSnSe4 nanocrystals,” Materials Letters, vol. 64, no. 13, pp. 1424-1426, 2010.
[24]. M. Jiang, and X. Yan, “Cu2ZnSnS4 Thin Film Solar Cells: Present Status and Future Prospects”, Intech (Croatia), Solar Cells: Research and Application Perspectives, 2013, Chapter 5, p. 107.
[25]. S. Chen, L.-W. Wang, A. Walsh, X. G. Gong, and S.-H. Wei, "Abundance of CuZn+SnZn and 2CuZn+SnZn defect clusters in kesterite solar cells," Applied Physics Letters, vol. 115, no. 16, p. 223901, 2012.
[26]. R. Alex et al., "Route toward high-efficiency single-phase Cu2ZnSn(S,Se)4 thin-film solar cells: Model experiments and literature review," IEEE Journal of Photovoltaics, vol. 1, no. 2. pp. 200-206, 2011.Các bài báo tham chiếu
- Hiện tại không có bài báo tham chiếu