礦山洞察可能導致更好的硅太陽能電池板

美國能源部國家可再生能源實驗室 (NREL) 和科羅拉多礦業(yè)學院的研究人員正在應用一種新技術來識別硅太陽能電池中導致效率下降的缺陷。在原子水平上吸取的教訓可能會導致制造商改進其產品以防止所謂的光誘導降解的方式。

光致退化或 LID 將硅太陽能電池的效率降低了約 2%，這導致在該領域部署的技術 30 至 40 年的使用壽命期間功率輸出顯著下降。由硅制成的太陽能電池占全球市場的 96% 以上，制造這些電池最常用的半導體是由摻硼硅制成。但是摻硼硅容易受到 LID 的影響，因此制造商已經開發(fā)出穩(wěn)定太陽能模塊的方法。

研究人員表示，如果不了解原子級別的缺陷，就無法預測這些模塊的穩(wěn)定性。

“一些模塊完全穩(wěn)定。其中一些只是半穩(wěn)定，“博士阿比蓋爾邁耶說。Mines 的候選人和 NREL 的研究員。她是一篇新論文的主要作者，詳細介紹了查明 LID 現(xiàn)象來源的努力。文章“摻硼直拉硅太陽能電池中光誘導效率降低缺陷的原子結構”發(fā)表在能源與環(huán)境科學雜志上。

她的合著者是 Vincenzo LaSalvia、William Nemeth、Matthew Page、David Young、Paul Stradins，他們都來自 NREL;來自 Mines 的 Sumit Agarwal、Michael Venuti 和 Serena Eley;和 P. 克雷格泰勒，一位退休的礦業(yè)教授，他為這項研究提供咨詢。

Stradins 是 NREL 硅光伏研究的首席科學家和項目負責人，他說 LID 問題已經研究了幾十年，但尚未確定導致退化的確切微觀性質。研究人員通過間接實驗和理論得出結論，當使用較少的硼或硅中存在的氧較少時，問題就會減少。

NREL 和 Mines 研究人員之間的合作依靠電子順磁共振 (EPR) 來識別導致 LID 的缺陷。顯微鏡檢查首次揭示了明顯的缺陷特征，因為樣品太陽能電池因光而變得更加退化。當科學家們應用經驗“再生”過程來治愈行業(yè)采用的 LID 時，缺陷特征消失了。令他們驚訝的是，研究人員還發(fā)現(xiàn)了受光照影響的第二個“寬”EPR 特征，涉及的摻雜原子比 LID 缺陷多得多。他們假設并非所有由光引起的原子變化都會導致 LID。

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