“深層”缺陷可提升硅電池效率

根據(jù)NREL首席研究員Paul Stradins，作為美國能源部SunShot計劃資助的研究項目的一部分，昨天發(fā)布在《應(yīng)用物理快報》(Applied Physics Letters)上的研究結(jié)果與傳統(tǒng)觀點相違背。

通常認為硅太陽能電池中所謂的深層缺陷是不好的，因為其會重組電荷載流子，從而降低設(shè)備效率。

但是NREL研究發(fā)現(xiàn)，刻意設(shè)計的性能缺陷實際上可以增強電池載流子收集，改善吸收層的表面鈍化。

NREL團隊在實驗室超級計算機進行了一系列模擬實驗，為太陽能電池硅片相鄰的層添加缺陷。具體來講，他們在形成載流子收集鈍化接觸一部分的薄二氧化硅層，以及硅電池硅片相鄰的氧化鋁表面鈍化層引入缺陷。

這兩種情況下，特定能級的缺陷被認為是有益的，增強電池多數(shù)載流子的傳輸，排斥少數(shù)載流子，這可以提高整體效率。

NREL模擬實驗從硅片相鄰的氧化層除去某些原子，用一個不同元素的原子替換，從而創(chuàng)造出虛擬的“缺陷”。例如，當氧原子被氟原子替換時，就產(chǎn)生了一個缺陷，其可能潛在促進電子收集。

NREL表示，發(fā)現(xiàn)正確 “缺陷”是進程的關(guān)鍵，需要進一步研究來確定哪些缺陷將產(chǎn)生最好結(jié)果。

該計劃是NREL、弗勞恩霍夫太陽能系統(tǒng)研究所(Fraunhofer ISE)和佐治亞理工學(xué)院(Georgia Institute of Technology)根據(jù)SunShot聯(lián)合開展的研究工作的一部分，旨在開發(fā)效率創(chuàng)紀錄的太陽能電池。

SunShot的總體目標是支持有助于降低太陽能成本的創(chuàng)新。