倫敦帝國理工學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的一項新研究發(fā)現(xiàn)，通過應(yīng)用先進(jìn)的生長方法、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，近年來已被用作太陽能電池的吸收材料。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，因為尚未制造出足夠多的此類設(shè)備。他通過量子力學(xué)模擬預(yù)測，通過選擇性生長條件將電壓損失降至最低，預(yù)計硒化銻的效率最高可達(dá)26%。

Walsh對硒化銻在單結(jié)太陽能電池中的應(yīng)用以及加入硫以生產(chǎn)適用于串聯(lián)太陽能電池的更寬帶隙材料的前景持樂觀態(tài)度。他表示，通過持續(xù)的研究和優(yōu)化，未來十年內(nèi)可能會取得重大進(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?太陽能電池中的本征點缺陷，并利用系統(tǒng)的第一性原理計算評估了其非輻射載流子捕獲過程。研究小組指出，在最小化器件中空位濃度的中間生長條件下可以實現(xiàn)高效率。

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