La courbure à large bande à l’interface SnS ouvre la voie à des cellules solaires à couche mince très efficaces

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Avec la poussée croissante vers la neutralité carbone et la tendance inquiétante à la hausse des températures et aux catastrophes naturelles causées par le réchauffement climatique, les cellules solaires joueront un rôle central dans la transition mondiale vers les énergies renouvelables.

Aujourd’hui, un groupe de recherche a ouvert la voie pour obtenir une tension de circuit ouvert plus élevée dans les cellules solaires au sulfure d’étain (SnS), réalisant ainsi leur potentiel latent en tant que matériau solaire à couche mince.

Les cellules solaires à couches minces, qui comprennent des semi-conducteurs composés à forte absorption de la lumière, nécessitent moins de matières premières, ce qui les rend plus légères et moins chères à produire.

Le SnS est l’un de ces matériaux de cellules solaires à couches minces respectueux de l’environnement, car il ne contient aucun élément rare ou toxique. Pourtant, ces dernières années, les chercheurs ont commencé à remettre en question cette prémisse puisque, malgré plus de 20 ans de recherche sur eux, leur efficacité de conversion n’avait atteint que 5% en raison d’une faible tension en circuit ouvert.

Le groupe, qui était dirigé par le professeur adjoint Issei Suzuki, de l’Institut de recherche multidisciplinaire sur les matériaux avancés de l’Université de Tohoku, a démontré avec succès une interface SnS présentant une courbure à large bande, ce qui est nécessaire pour obtenir une tension en circuit ouvert plus élevée.

« Nous avons utilisé la spectroscopie photoélectronique pour analyser la structure électronique de l’interface où l’oxyde de molybdène a été déposé sur un monocristal SnS », a déclaré Suzuki. « Nous avons confirmé que l’état de l’interface a atteint une tension de circuit ouvert élevée. »

Ce n’est pas non plus la première percée de Suzuki dans les cellules solaires à couche mince SnS. En décembre 2021, il dirigeait un autre groupe qui a produit le premier film mince SnS de type n au monde. Cela a permis de former des homojonctions dans des couches minces.

Pour la recherche actuelle, le groupe a également proposé une méthode de fabrication d’interfaces adaptées aux cellules solaires à couches minces SnS, notamment en réduisant la carence en soufre dans les couches minces SnS et en utilisant une structure d’homojonction dans leurs couches de type n et de type p.

« Dans un avenir proche, nous espérons fabriquer des cellules solaires à homojonction avec une efficacité de conversion élevée », a ajouté Suzuki.

Source de l’histoire :

Matériel fourni par Université du Tohoku. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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