据外媒报道，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合作开发一种识别导致硅光伏电池效率下降缺陷的新技术。而在原子水平的研究中所吸取的经验和教训可能会促进制造商改进其产品,以防止所谓的“光致衰减(LID)”。
光致衰减将硅光伏电池的效率降低了约2%，这导致光伏系统在其30到40年的工作寿命的后期电力输出显著下降。由硅制成的光伏电池占全球市场的96%以上，生产这些光伏电池最常用的半导体是由掺硼硅制成的。但是掺硼硅容易受到光致衰减的影响，因此制造商们正在致力开发稳定光伏组件发电效率的方法。
研究人员表示，如果不了解原子级别的缺陷，就无法预测这些光伏组件的稳定性。
NREL研究员、科罗拉多矿业学院Abigail Meyer博士表示，“研究发现，一些组件十分稳定，另一些处于半稳定状态。”她是一篇名为“掺硼直拉硅光伏电池中光致衰减缺陷的原子结构”论文的主要作者，这篇发表在《能源与环境科学》杂志的论文详细介绍了查明光致衰减现象来源的努力。
该论文的合著者还有Vincenzo LaSalvia、William Nemeth、Matthew Page、David Young、Paul Stradins等研究人员。
而Paul Stradins是NREL硅光伏研究的首席科学家和项目负责人。他表示，有关光致衰减的问题已经研究了几十年，但尚未确定导致衰减的微观性质。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元素较少时，其问题就会减少。
NREL和科罗拉多矿业学院研究人员采用电子顺磁共振(EPR)技术来识别导致光致衰减的缺陷。随着光伏电池样品在光照下衰减退化，研究人员通过显微镜首次揭示了明显的缺陷特征。当科学家们通过“再生”过程来修复光致衰减时，缺陷特征消失了。令他们惊讶的是，还发现了受光照影响的第二个“广泛”EPR特征，涉及的掺杂原子比光致衰减缺陷多得多。他们假设并非所有由光照引起的原子变化都会导致光致衰减。
科学家们指出，用于研究LID的技术可以扩展到揭示硅光伏电池和用于光伏的其他半导体材料(包括碲化镉和钙钛矿)中的其他类型的退化缺陷。
美国能源部下属的光伏技术办公室资助了这项研究。
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