세계에서 가장 오래된 광전지 소재로부터 개선된 효율을 가진 초박형 고밴드갭 태양전지

셀레늄은 1883년 최초의 고체 상태 태양전지에 사용되었으며, 아인슈타인의 노벨상 연구에 영감을 준 광전효과에 대한 초기 통찰을 제공했습니다. 그러나 최신 효율 이정표인 5.0%는 30년이 넘게 되었습니다. 태양전지 응용을 위한 고밴드갭 흡수체에 대한 최근 관심의 급증은 이 매력적인 1.95 eV 물질을 재고하게 만들었습니다. 여기에서는 조합 연구를 통해 최적화된 개선된 후면 및 전면 인터페이스를 가진 완전히 재설계된 셀레늄 장치를 보여주고, 1 Sun에서 970 mV의 기록적인 개방 회로 전압(V OC)과 6.5%의 효율을 시연합니다. 또한, Se 장치는 공기에서 안정적이며 비독성이며 제조가 매우 간단합니다. 흡수층은 100nm 두께만 있으며, 200˚C에서 가공할 수 있어 대부분의 하부 기판 또는 서브셀과의 온도 호환이 가능합니다. 우리는 장치의 한계를 분석하고 셀레늄이 다중 접합 장치 응용을 위한 매력적인 고밴드갭 흡수체가 될 가능성이 크게 개선될 수 있음을 발견했습니다. 넓은 밴드갭 반도체는 태양전지의 개발에 중요합니다. 셀레늄을 기반으로 하는 태양전지의 전면 및 후면에 버퍼 층을 도입함으로써, Todorov et al.는 광전환 효율을 6.5%로 달성하기 위해 인터페이스 재결합 손실을 줄였습니다.