Las células solares convierten la luz solar en una energía limpia, pero si las células solares están hechas de materiales tóxicos, su propósito casi derrota saste. Esta es la tonelada de sulfuro (SNS). SNS es ecológico, carece de material semiconductor relativamente económico que es un candidato prometedor para el uso de células solares y dispositivos de conversión termo eléctrica.
Para mejorar su rendimiento en estas aplicaciones, los investigadores de la Universidad de Tohuko investigaron sistemáticamente cómo las desviaciones en la relación 1: 1 de SNS afectan las propiedades y formas eléctricas de las películas delgadas. Hasta ahora, adquirir el control exacto de la estructura de esta proporción durante el depósito de película delgada ha sido un gran desafío debido a la alta volatilidad del azufre.
El equipo de investigación, dirigido por SC Suzuki (profesor asistente senior) y Taichi Nogami (candidato a doctorado), desarrolló una novela con la ayuda de plasma de azufre para controlar el contenido de azufre en películas delgadas SNS. En la especie tradicional, un objetivo SNS Citrid es la atmósfera y se deposita en el sustrato. En este estudio, los investigadores introdujeron el azufre con plasma en el proceso, lo que permitió el control de la estructura exacta de SNS. Usando este enfoque, escuchó las películas delgadas de tipo p SNS: S. Ryan 1: 0.81, 1: 0.96, 1: 1 y 1: 1.04 y analizó sus propiedades estructurales y eléctricas.
Suzuki explica: “Hemos descubierto que incluso cambiar la síntesis de la morfología SN y S. también se ha visto significativamente afectada”. En particular, este estudio ha demostrado que los compuestos ricos en azufre (S> 50 %) causan un aumento tremendo en la densidad del portador, mientras que la composición de deficiencia de azufre (S <50 %) no cambia la densidad del portador casi sin cambios. Además, las películas no estocométricas mostraron una morfología áspera e insegura, mientras que las películas delgadas SNS SNS (1: 1) mostraron una estructura densa con movimientos de agujeros altos, que son altamente adecuados para aplicaciones de células solares.
Esta investigación destaca la importancia significativa de controlar el material exacto del azufre en las películas delgadas SNS y ofrece ideas valiosas para mejorar su rendimiento eléctrico e integridad estructural. Esto ha preparado los resultados anteriores de Suzuki y Nogami El. Examinó una variedad de películas delgadas de SNS. Se espera que estos resultados ayuden al SNS a aplicarse a la próxima generación de equipos de conversión de energía.
“El siguiente paso tendrá que integrar estas mejores películas delgadas de SNS en células solares de alto rendimiento”, dice Nogami, “queremos fijar su rendimiento y capacidad de escala para que pueda usarse para ayudar a producir energía limpia y combatir el cambio climático”.
