Credit: CC0公共领域美国能源部国家可再生能源实验室(NREL)和科罗拉多矿业学院的研究人员正在应用一种新技术来识别硅太阳能电池中导致效率下降的缺陷。在原子水平上吸取的教训可能会导致制造商加强产品抗光诱导降解的方式得到改善。光诱导降解将硅太阳能电池的效率降低了约2%，这意味着在该领域部署的技术的30至40年寿命期间，功率输出显著下降。由si licon制成的太阳能电池占全球市场的96%以上，用于制造这些电池的最常用半导体由掺硼硅制成。但是掺硼硅容易受到LID的影响，因此制造商开发了稳定太阳能电池组件的方法。
研究人员表示，如果不了解原子层面的缺陷，就不可能预测这些模块的稳定性。
“有些模块完全稳定了。其中一些只是半稳定，”阿比盖尔·迈耶说，他是矿业的博士候选人，也是NREL的研究员。她是一篇新论文的主要作者，该论文详细介绍了查明LID现象的根源的努力。文章“掺硼直拉硅太阳能电池中光诱导效率降低缺陷的原子结构”发表在《能源与环境科学》杂志上。
她的合著者有文森佐·拉萨尔维亚、威廉·内梅特、马修·佩奇、大卫·杨、保罗·斯特拉丁斯，他们都来自NREL；来自矿山的苏米特·阿加瓦尔、迈克尔·韦努蒂和塞蕾娜·艾利；和为这项研究提供咨询的退休矿业教授p .克雷格·泰勒。
首席科学家、NREL硅光伏研究项目负责人斯特拉丁斯表示，LID问题已经研究了几十年，但导致退化的确切微观本质尚未确定。研究人员通过间接实验和理论得出结论，当使用更少的硼或硅中存在更少的氧时，问题会减少。
NREL和矿山研究人员的合作依赖于电子顺磁共振(EPR)来识别导致LID的缺陷。显微镜检查第一次揭示了一个明显的缺陷信号，因为样本太阳能电池在光的作用下变得更加退化。当科学家们应用经验“再生”过程来治愈工业界采用的LID时，缺陷特征消失了。令他们惊讶的是，研究人员还发现了第二个受曝光影响的“宽”电子顺磁共振信号，涉及的掺杂原子比LID缺陷多得多。他们假设并非所有由光引起的原子变化都会导致LID。
科学家们指出，为研究LID而开发的技术可以扩展到揭示硅太阳能电池和其他用于光伏的半导体材料(包括碲化镉和钙钛矿)中的其他类型的退化缺陷。
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