В новой статье, опубликованной в ЭПИЗОД, Майкел Курель из Университетского центра лос-Вальес (CUValles), Университет Гвадалахары, Мексика, и соавторы рассматривают ограничения материала селенида сульфида сурьмы, который стал потенциальным кандидатом для изготовления солнечных элементов.

Полупроводник, селенид сульфида сурьмы, интенсивно изучался исследователями, работающими над тонкопленочными солнечными элементами, из-за того, что прямые оптические переходы приводят к тому, что материал обладает высоким коэффициентом поглощения. Однако применение этого материала в устройствах, преобразующих свет в электричество с использованием полупроводниковых материалов, все еще находится на ранней стадии.

В настоящее время эффективность этого материала составляет максимум около 10 процентов, что значительно ниже 29 процентов, максимальной эффективности, ожидаемой для данного типа технологии.

Исследователи приступили к тестированию ограничивающих факторов, влияющих на эту эффективность, сосредоточив внимание на влиянии механизмов потери на селенидные клетки сульфида сурьмы, используя аналитическую модель.

Команда обнаружила, что для типичных параметров, выбранных для их моделирования, электронно-дырочная рекомбинация в подложке, известная как объемная рекомбинация, и рекомбинация интерфейса, которая происходит, когда две запрещенные зоны полупроводника имеют шахматную форму, являются основными проблемами, которые ухудшают производительность устройства.

Они предполагают, что ученые-материаловеды, работающие либо над уменьшением дефектов на границе раздела фаз, либо над дефектами в объеме в устройствах из сульфида сурьмы селенида, не смогут получить КПД более 10 процентов. С другой стороны, при сроке службы носителя более 100 наносекунд и скорости рекомбинации менее 1 сантиметра в секунду эффективность такой технологии может превысить 14 процентов.