Kesterite太阳能电池：锗承诺比锡具有更好的光电性能

Kesterites是由铜，锡，锌和硒元素组成的半导体化合物。这些半导体可用作太阳能电池中的光学吸收材料，但到目前为止仅实现了12.6%的最大效率，而由铜 - 铟 - 镓 - 硒化物(CIGS)制成的太阳能电池已达到超过20%的效率。然而，kesterite被认为是CIGS太阳能电池的有趣替代品，因为它们由共同元素组成，因此不会出现供应瓶颈。由HZB的Susan Schorr教授领导的研究小组现在研究了一系列非化学计量的锌矾石样品，并阐明了成分与光电特性之间的关系。在HZB合成样品期间，锡原子被锗取代。

BER II的中子衍射

然后研究人员在BER II中使用中子衍射研究了这些样品。用这种方法可以特别好地区分铜，锌和锗，并且它们的位置可以位于晶格中。结果：在具有最高效率的太阳能电池中发现的具有略微贫铜和富锌组成的锌酸盐也具有最低的点缺陷浓度以及最低的铜锌无序。组合物富含铜越多，其他点缺陷的浓度越高，被认为对太阳能电池的性能有害。进一步的研究表明，如已知的那样，能带隙如何取决于锌黄锡矿粉末样品的组成。

锗的影响

“这种带隙是半导体的一个特征，它决定了光在材料中释放电荷载体的频率，”该作品的第一作者RenéGunder解释道。“我们现在知道锗会增加光学带隙，使材料能够将更大比例的太阳光转换成电能。”

Kesterites：太阳能电池和光催化剂的候选者

“我们相信，这些类型的kesterites不仅适用于太阳能电池，也可以考虑用于其他应用。作为光催化剂的Kesterites可能能够利用太阳光将水分解为氢气和氧气，并将太阳能储存在化学能的形式，“Schorr解释道。