太阳能”这个词常常让人联想到家庭和企业屋顶上的大型太阳能电池板或者在阳光明媚的田野上蔓延的巨大阵列。但是需要低光光伏 - 将光能转化为电能的材料 - 可以在室内工作，以小规模连续的方式提供电力。
例如，所谓的物联网，电器，电子产品，汽车和其他包含传感器和微型计算机的物体网络，都连接和交换信息。理想情况下，随着这些设备变得更加普及并成为日常生活背景的一部分，他们将能够通过室内照明和阳光产生自己的能量。这将通过薄，低成本，无毒和高效的太阳能电池来实现。由硅制成的电池虽然是工业的主干，但对于小规模应用来说，根本不能做得足够薄。
在最近发表在Nature Energy上的一篇论文中，来自IBM TJ Watson研究中心的研究人员在开发基于半导体kesterite的太阳能电池方面迈出了关键一步，半导体kesterite是一种天然存在的，富含硫化物硫化物的矿物质。
Kesterite是一类正在深入研究的光伏产品中的一员，但基于黄铜矿的太阳能电池受到低“开路”电压(电池上的最大可能电压)和中等效率的阻碍。
由IBM科学家理查德·海特(Richard Haight)领导的这个小组发现了一种显着改善锌锡矿太阳能电池电压的方法。他们的方法基于这些电池的已知问题，即在高温处理期间形成的电池的背接触性能差，最终降低电池的整体性能。Haight和他的团队以及其他研究团队已经尝试了不同的方法来改善背部接触，但成功有限。
这次是不同的。Haight告诉Tech Xplore。“通过将这种接触替换为在室温下沉积并且旨在优化性能的接触，我们能够在明显更高的开路电压下实现接近记录的功率转换效率。”
他和他的团队首先在覆盖有钼(Mo)的玻璃基板上生长了一层黄铁矿层。在额外的硫和缓慢冷却的高温退火之后，将锌黄锡矿吸收剂结合到功能完备的太阳能电池中，然后通过称为剥离的多步骤工艺从Mo涂覆的玻璃中移除，并且给予新的背接触。氧化钼和金。产生的开路电压显着大于具有先前背接触的电池的开路电压。
此外，该集团成功地将其九个电池连接起来，形成一个能够运行低功率微处理器的太阳能设备，例如小型电子设备和电器中的类型。
这种设计背接触的方法可能仅适用于尺寸可能达到几平方厘米的单个电池。因此，合适的应用将是较小的低功率器件，其倾向于连续运行并且需要在低光条件下工作，其中典型的太阳能电池将失效。尽管如此，Haight和他的团队并不排除找到方法使基于锌钙石的细胞适合大规模应用的可能性。
“缩放到大型基板是一项关键的工程挑战，”他说。“剥离也许可以通过使用柔性基材的连续剥离工艺来实现，但是必须完成建立这种方法的困难工作。我们正在考虑其中的一些。”
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