Left:有无堆垛层错的CdTe模型。右图:显示用氯去除中间间隙缺陷峰s的电子特性(晶界钝化)，这提高了效率。功劳:拉夫堡大学硅基太阳能组件主导了目前的市场。然而，它们价格昂贵，碳足迹高。新一代模块正在出现，使用一种称为碲化镉(CdTe)的化合物制成，已经安装了超过25 GW。
太阳能电池板效率是指电池板将太阳能转化为电能的能力。
专家们正在寻求提高CdTe模块的效率，因为它有可能在效率上具有竞争力，但制造成本低于使用单晶硅(c-Si)的硅基模块。
CdTe的碳足迹也是c-Si模块的一半，CdTe模块的报废模块回收得到保证。
未经处理的碲化镉具有非常低的效率，并且通常仅为约1%。然而，当碲化镉进行氯处理时——包括在420℃用氯化镉处理碲化镉20分钟——它的效率急剧上升。记录单元效率为22%。
直到现在，人们还没有完全理解氯是如何或为什么如此显著地提高效率的。
拉夫堡大学的Pooja goddardand prophessor Roger Smith博士与Peter Hatton博士和Michael Watts博士(拉夫堡大学的博士毕业生)一起首次模拟了氯提高CdTe效率的机制。
这项研究是与迈克·沃尔斯教授位于拉夫堡的可再生能源系统技术中心的实验研究小组合作进行的。
今天发表在《自然通讯》上的这一发现，可以增进人们对氯如何增强电气性能的理解，并导致进一步的调整，从而产生更高的效率(> 25%)。这将有助于碲化镉太阳能电池组件生产更低成本的电力。
研究结果和缺失的部分
当试图理解为什么氯能提高效率时，以前研究的主要观察结果是缺陷——被称为“堆垛层错”——在氯处理后被去除。
长期以来，人们认为堆垛层错的消除是效率提高的原因。然而，拉夫堡小组的理论计算表明，堆垛层错对电池效率没有影响。
该团队先前的研究表明，相反，是材料中被称为“晶界”的区域，即不同取向的晶体结合在一起的区域，导致了电池效率低下。
在他们的最新研究中，戈达德博士的团队使用量子力学方法来理解氯在提高效率和消除堆垛层错方面的作用。
晶界非常复杂，充满了缺陷，这些缺陷可以作为电子的陷阱(亚原子粒子在固体中充当电的主要载体)，使这些区域“活跃”。
在一个被称为“钝化”的过程中，氯能够钝化一些陷阱，使晶界不那么活跃，从而提高碲化镉的效率。
缺失的部分是理解堆垛层错是如何消失的。
这篇新论文表明，如果晶界中有足够的氯，就会触发级联机制，从结构上消除堆垛层错。
“虽然堆垛层错的消失并不是提高效率的原因，但是如果堆垛层错已经消失，那么这就是CdTe电池将具有良好性能的信号。当被问及这篇论文的重要性时，戈达德博士说。
她继续说道:“我们很高兴我们的工作发表在《自然通讯》上，这展示了我们的假设，即氯不仅能够提高CdTe电池的效率，还能消除关键缺陷。
“接下来的步骤将是看看如何通过在CdTe中掺杂其他元素来进一步提高效率，以达到> 25%的效率。我们与CREST正在进行的合作也将寻求优化CdTe和前后触点之间的接口。
“效率的每一个微小提升都意味着该技术相对于当前的硅技术变得更具竞争力。”
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
