“深层”缺陷竟然可以提升硅电池效率

2016-01-14 10:32

　　根据美国政府国家可再生能源实验室（NREL）科学家的研究发现，硅太阳能电池如果存在一定的缺陷似乎可以提高电池性能。

　　此项研究结果发布在《应用物理快报》（Applied Physics Letters），也是美国能源部SunShot计划资助的研究项目的一部分。NREL首席研究员Paul Stradins表示，此项研究结果看似与传统观点相背离。

　　传统观点通常认为，硅太阳能电池中所谓的深层缺陷通常被认为是不好的，因为它们会重组电荷载流子（电荷载体），从而降低电池效率。

　　但是NREL研究发现，刻意设计的性能缺陷实际上可以增强电池的载流子收集，善吸收层的表面钝化。

　　NREL团队在实验室的超级计算机上进行了很多模拟实验，在硅晶片相邻的氧化层添加杂质。具体来讲，他们在薄的隧道二氧化硅层引入杂质；还在硅晶片相邻的氧化铝表面钝化层添加杂质。

　　这两种情况下添加杂质，被认为是有益的，通过提升电池多数载流子的传输速度，排斥少数载流子，能提高整体效率。

　　NREL模拟实验从硅晶片相邻的氧化层除去某些原子，用一个不同元素的原子来替换，从而创造出虚拟的"缺陷。例如，当氧原子被氟原子替换，这样就会产生一个缺陷，进而可以促进电子收集。

　　示意图：缺陷点（红十字部分），有助于从光吸收体收集电子，堵住漏洞，进而抑制载流子复合。

　　NREL研究表示，确定出正确的“缺陷”才是过程的关键，通过进一步研究将会确定哪一处缺陷将会产生最好的结果。（文/Tina译）

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