美科學(xué)家首次以納米精度檢測(cè)太陽能電池

美國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究院（NIST）近日發(fā)布消息聲稱，該機(jī)構(gòu)研究人員利用兩種新技術(shù)，首次以納米級(jí)精度檢測(cè)了廣泛使用的太陽能電池的化學(xué)成分及缺陷的變化。新技術(shù)檢測(cè)了用碲化鎘半導(dǎo)體材料制造的常見太陽能電池，有望幫助科學(xué)家更好地了解太陽能電池的微觀結(jié)構(gòu)，并可能提出進(jìn)一步提高太陽能光電轉(zhuǎn)化效率的方法。

在研究中，NIST科學(xué)家利用兩種依賴原子力顯微鏡（AFM）的輔助方法，通過光誘導(dǎo)共振（PTIR）來測(cè)量太陽能電池樣品從可見光到中紅外線的寬波長范圍吸收光的數(shù)量，從而在納米級(jí)尺度得到太陽能電池的構(gòu)成及其缺陷。另一項(xiàng)技術(shù)，被稱為掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡（dt-NSOM），通過記錄特定位置傳輸光的數(shù)量來捕捉太陽能電池的組成及缺陷的變化，從而形成詳細(xì)的納米尺度圖像。
實(shí)驗(yàn)表明，材料晶體排列的缺陷與其化學(xué)構(gòu)成中的雜質(zhì)相關(guān)，新技術(shù)能檢測(cè)碲化鎘樣品中所謂的深層次缺陷的空間變化。這些缺陷引起碲化鎘與其它半導(dǎo)體中的電子和質(zhì)子（帶正電荷的顆粒）重新組合而不是發(fā)電，這是導(dǎo)致太陽能電池?zé)o法取得理論成效的關(guān)鍵原因之一。

該研究成果具有廣泛適用性，將有助于太陽能電池研究，更好地了解各種光伏材料。該研究成果發(fā)表在2017年4月12日的《Nanoscale》雜志上。