突破能效瓶颈！新技术可探测硅太阳能电池中的光诱导降解

2021-10-20 11:14

近日，来自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（CSM）的科学家们披露了一项新进展：他们正应用一种新技术，来探测硅太阳能电池中的光诱导降解(LID)。

据悉，此前已有不少研究分析过太阳能电池中的光诱导降解，但却没有人能够准确描述导致其降解的微观本质。而该团队的科学家们表示，研究硅太阳能电池中光诱导降解背后的机制，可以改进产品、提高效率。

据NREL称，光诱导降解会使硅太阳能电池的效率降低约2%，使其在该领域部署30-40年后功率输出下降。

目前，硅太阳能电池占全球市场的96%以上。据《光伏杂志》（PV Magazine）报道，用于制造这种芯片的半导体主要由掺硼硅组成。不过，掺杂硼的硅容易受到光诱导降解的影响，这意味着制造商已经开发了一种技术来稳定太阳能电池，以避免损坏。

该研究的主要作者阿比盖尔·迈耶(abigail Meyer)是美国矿业大学(Mines)的博士候选人，也是NREL的研究员。她表示，这类模块有些是完全稳定的，但有些只是半稳定的。在原子水平上理解光诱导降解，有助于科学家预测为避免光诱导降解而制造的太阳能组件的稳定性。

该团队观察到，当他们应用上述技术的“再生”过程来修复太阳能电池时候，缺陷消失了。他们发现，暴露在光照下会影响EPR特征，这涉及到许多掺杂原子，而不是由光诱导降解造成的缺陷。研究人员假设LID可能不会引起所有的原子变化。

此外，研究小组指出，他们的光诱导降解技术还可以扩展到修复硅太阳能电池和半导体材料的其他类型的降解缺陷，如碲化镉和钙钛矿。据间接实验和他们的理论表明，当使用更少的硼和硅中更少的氧时，太阳能电池中光诱导降解的问题就会减少。

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