“深层”缺陷竟然可以提升硅电池效率

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  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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