PG电子模拟器试玩入口-硒化锑太阳能电池效率可达 26%

伦敦帝国理工学院领导的一项新研究发现，通过应用先进的生长方法、降低空位浓度和优化材料，硒化锑(Sb₂Se₃)吸收剂的效率有望显著提升，可能超过目前10%的领先电池效率水平，接近26%的理论上限。

硒化锑是一种p型无机半导体，具有一维晶体结构和优异的光电性能，其直接带隙在1.2 eV至1.9 eV之间，近年来已被用作太阳能电池的吸收材料。然而，尽管已显示出一定潜力，但基于硒化锑的太阳能电池的效率水平(5%至9.2%)仍落后于其他薄膜技术，如CISG、CdTe、CZTSSe和a-Si等。

研究的主要作者Aron Walsh指出，Sb₂Se₃电池技术的迁移率、载流子寿命、扩散长度、缺陷深度、缺陷密度和带尾等特性在很大程度上仍未知，因为尚未制造出足够多的此类设备。他通过量子力学模拟预测，通过选择性生长条件将电压损失降至最低，预计硒化锑的效率最高可达26%。

Walsh对硒化锑在单结太阳能电池中的应用以及加入硫以生产适用于串联太阳能电池的更宽带隙材料的前景持乐观态度。他表示，通过持续的研究和优化，未来十年内可能会取得重大进展。

该研究的成果已发表于《焦耳》杂志，其中详细探讨了Sb₂Se₃太阳能电池中的本征点缺陷，并利用系统的第一性原理计算评估了其非辐射载流子捕获过程。研究小组指出，在最小化器件中空位浓度的中间生长条件下可以实现高效率。

这一发现为硒化锑在太阳能电池领域的应用提供了新的可能性，并可能推动其向更高效、更环保的能源解决方案迈进。