矿山洞察可能导致更好的硅太阳能电池板

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种新技术来识别硅太阳能电池中导致效率下降的缺陷。在原子水平上吸取的教训可能会导致制造商改进其产品以防止所谓的光诱导降解的方式。

光致退化或 LID 将硅太阳能电池的效率降低了约 2%，这导致在该领域部署的技术 30 至 40 年的使用寿命期间功率输出显着下降。由硅制成的太阳能电池占全球市场的 96% 以上，制造这些电池最常用的半导体是由掺硼硅制成。但是掺硼硅容易受到 LID 的影响，因此制造商已经开发出稳定太阳能模块的方法。

研究人员表示，如果不了解原子级别的缺陷，就无法预测这些模块的稳定性。

“一些模块完全稳定。其中一些只是半稳定，“博士阿比盖尔迈耶说。Mines 的候选人和 NREL 的研究员。她是一篇新论文的主要作者，详细介绍了查明 LID 现象来源的努力。文章“掺硼直拉硅太阳能电池中光诱导效率降低缺陷的原子结构”发表在能源与环境科学杂志上。

她的合著者是 Vincenzo LaSalvia、William Nemeth、Matthew Page、David Young、Paul Stradins，他们都来自 NREL;来自 Mines 的 Sumit Agarwal、Michael Venuti 和 Serena Eley;和 P. 克雷格泰勒，一位退休的矿业教授，他为这项研究提供咨询。

Stradins 是 NREL 硅光伏研究的首席科学家和项目负责人，他说 LID 问题已经研究了几十年，但尚未确定导致退化的确切微观性质。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存在的氧较少时，问题就会减少。

NREL 和 Mines 研究人员之间的合作依靠电子顺磁共振 (EPR) 来识别导致 LID 的缺陷。显微镜检查首次揭示了明显的缺陷特征，因为样品太阳能电池因光而变得更加退化。当科学家们应用经验“再生”过程来治愈行业采用的 LID 时，缺陷特征消失了。令他们惊讶的是，研究人员还发现了受光照影响的第二个“宽”EPR 特征，涉及的掺杂原子比 LID 缺陷多得多。他们假设并非所有由光引起的原子变化都会导致 LID。

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