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06-21
美国能源部国家可再生能源实验室 (NREL) 和科罗拉多矿业学院的研究人员正在应用一项新技术来确定硅太阳能电池效率的原因退化缺陷。
在原子水平上吸取的经验教训可以使制造商推动产品改进，防止所谓的光致降解。
光致衰退 (LID) 会使硅太阳能电池的效率降低约 2%。
该领域采用的技术寿命为30-40年，减少2%就会导致输出功率大幅下降。
由硅制成的太阳能电池占全球市场的96%以上，而这些电池中最常用的半导体是由掺硼硅制成的。
然而，掺硼硅很容易受到 LID 的影响，因此制造商开发了稳定太阳能模块的方法。
研究人员表示，如果不了解原子水平的缺陷，就不可能预测这些组件的稳定性。
“有些成分是完全稳定的，有些只是半稳定的，”矿业学院博士生、NREL 研究员阿比盖尔·迈耶 (Abigail Meyer) 说。
她是一篇新论文的主要作者，该论文详细介绍了为确定 LID 现象的起源所做的工作。
努力。
题为“Atomic Structure of Photo-Induced Efficiency Decay in Boron-Doped Czochralski Silicon Solar Cells”的文章发表在《能源与环境科学》杂志上。
合著者包括来自 NREL 的 Vincenzo LaSalvia、William Nemeth、Matthew Page、David Young、Paul Stradins；来自矿业学院的 Sumit Agarwal、Michael Venuti 和 Serena Eley；矿业学院退休教授 P. 克雷格·泰勒 (P. Craig Taylor) 为这项研究提供了建议。
NREL 首席科学家兼硅光伏研究项目负责人 Stradins 表示，LID 问题已经研究了数十年，但导致衰减的确切微观特性尚未确定。
研究人员通过间接实验和理论得出结论，当使用较少的硼或硅中的氧较少时，这些问题会较少发生。
NREL 和矿业学院的研究人员以电子顺磁共振 (EPR) 为基础，合作确定了导致 LID 的缺陷。
当太阳能电池样品在光存在下腐烂时，显微镜检查首次揭示了缺陷的清晰特征。
当科学家们应用业界使用的“再生”工艺来解决 LID 问题时，有缺陷的特征就消失了。
令他们惊讶的是，研究人员还发现了第二个受光照影响的“广泛”EPR 特征，其中涉及的掺杂原子比 LID 缺陷多得多。
他们推测并非所有由光引起的原子变化都会导致 LID。
科学家们指出，为研究 LID（包括碲化镉和过氧化物）而开发的技术可以扩展到硅太阳能电池和其他光伏半导体材料中存在的其他类型的衰减缺陷。
能源部太阳能技术办公室资助了这项研究。
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