Pour la production d’énergie photovoltaïque, la jonction pn est l’unité centrale. Le champ électrique dans la jonction peut séparer et transporter l’électron et le trou vers les électrodes négatives et positives, respectivement. Une fois que la jonction pn est connectée à une charge et exposée à un rayon lumineux, elle peut convertir la puissance photonique en puissance électrique et fournir cette puissance à la charge. Cette application photovoltaïque est utilisée depuis longtemps pour alimenter les satellites et les véhicules spatiaux, ainsi que pour alimenter les énergies vertes renouvelables.
En tant que matériaux vedettes, le Si, le GaAs et la pérovskite ont été largement utilisés pour la récupération de l’énergie solaire. Cependant, la longueur d’onde de coupure d’absorption de ces matériaux est inférieure à 1 100 nm, ce qui limite leurs applications photovoltaïques dans la puissance des photons infrarouges. Il est donc nécessaire d’explorer de nouveaux matériaux pour le photovoltaïque.
Les points quantiques colloïdaux (CQD) de PbSe sont des candidats prometteurs pour le photovoltaïque car leur plage photoactive peut couvrir l’ensemble du spectre solaire. Grâce aux progrès rapides des ligands halogénures métalliques et des processus d’échange de ligands en phase solution, l’efficacité des cellules solaires PbSe CQD approche les 11,6 %. Au vu de ces développements, l’amélioration des performances du dispositif peut se concentrer sur l’optimisation de la couche de transport d’électrons (ETL) et de la couche de transport de trous (HTL).
Le Dr Jungang He de l’Institut de technologie de Wuhan (WIT) et le professeur Kanghua Li de l’Université des sciences et technologies de Huazhong (HUST), en Chine, s’intéressent à l’amélioration de l’ETL. Ils ont déjà signalé une efficacité record des cellules solaires PbSe CQD. Afin d’améliorer encore les performances avec peu de changements dans l’architecture du dispositif, ils se concentrent sur l’optimisation du ZnO passivé F. Les ions F sont choisis pour la passivation par défaut du ZnO car le rayon des ions F est similaire à celui des ions oxygène. Par conséquent, la densité de piège de ZnO peut être diminuée et les performances du dispositif peuvent être améliorées.
Le travail intitulé « Passivation au fluorure de couches de transport d’électrons ZnO pour des photovoltaïques à points quantiques colloïdaux efficaces au PbSe » a été publié dans Frontières de l’optoélectronique le 27 octobre 2023.
Plus d’information:
Jungang He et al, Passivation au fluorure des couches de transport d’électrons ZnO pour un photovoltaïque efficace à points quantiques colloïdaux PbSe, Frontières de l’optoélectronique (2023). DOI : 10.1007/s12200-023-00082-3
Fourni par Frontiers Journals