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Poiché il cambiamento climatico continua a presentarsi come la minaccia più urgente per il nostro pianeta, i ricercatori spingono per trovare alternative efficienti e pulite ai combustibili fossili. La prima di queste ricerche è sfruttare l'energia gratuita del sole. Per fare ciò in modo efficiente è necessaria una conoscenza avanzata delle qualità dei materiali utilizzati nella costruzione delle celle solari.
In un nuovo articolo pubblicato su The European Physical Journal Plus , Maykel Courel del Centro Universitario de los Valles (CUValles), Universidad de Guadalajara, Messico, e coautori, esaminano i limiti del materiale seleniuro di solfuro di antimonio, che è emerso come un potenziale candidato per la fabbricazione di celle solari.
Un semiconduttore, il seleniuro di solfuro di antimonio, è stato studiato intensamente da ricercatori che lavorano su celle solari a film sottile, poiché le transizioni ottiche dirette fanno sì che il materiale possieda un elevato coefficiente di assorbimento. Tuttavia, l'applicazione del materiale ai dispositivi che convertono la luce in elettricità utilizzando materiali semiconduttori è ancora agli albori.
Attualmente, l'efficienza di questo materiale è al massimo di circa il 10%, ben al di sotto del 29%, l'efficienza massima prevista per questo tipo di tecnologia.
I ricercatori hanno iniziato a testare i fattori limitanti che stanno influenzando questa efficienza, concentrandosi sull'effetto dei meccanismi di perdita sulle cellule di seleniuro di solfuro di antimonio utilizzando un modello analitico.
Il team ha scoperto che per i parametri tipici scelti per le loro simulazioni, la ricombinazione elettrone-lacuna in un substrato — nota come ricombinazione di massa — e la ricombinazione dell'interfaccia che si verifica quando due bandgap di semiconduttori hanno una forma sfalsata, sono i problemi principali che degradano le prestazioni del dispositivo.
Suggeriscono che gli scienziati dei materiali che lavorano sulla riduzione dei difetti all'interfaccia o sui difetti alla rinfusa nei dispositivi al seleniuro di solfuro di antimonio non sarebbero in grado di ottenere efficienze superiori al 10%. D'altra parte, con una durata del vettore superiore a 100 nanosecondi con una velocità di ricombinazione inferiore a 1 centimetro al secondo, l'efficienza di tale tecnologia potrebbe superare il 14%. + Esplora ulteriormente
