美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)和科羅拉多礦業(yè)學院的研究人員正在應用一種新技術來識別導致硅太陽電池效率下降的缺陷。在原子水平上獲得的經驗教訓可以令制造商推動產品改進，防止所謂的光致衰減。
        光致衰減，或稱LID，會令硅太陽電池的效率下降約2%。這一領域中所使用的技術的壽命為30-40年，2%的降幅會導致輸出功率大幅下降。由硅制成的太陽電池占全球市場的96%以上，這些電池中最常用的半導體由摻硼硅制成。但是，摻硼硅容易受到LID的影響，所以制造商們開發(fā)出了穩(wěn)定太陽能組件的方法。
        研究人員表示，如果不了解原子層面的缺陷，就不可能預測這些組件的穩(wěn)定性。
礦業(yè)學院博士候選人兼NREL研究員Abigail Meyer表示，“有些組件是完全穩(wěn)定的，有些只是半穩(wěn)定。”作為主要作者，她攥寫了一篇新論文，詳細介紹了為確定LID現(xiàn)象的來源所做的努力。這篇題為 "摻硼Czochralski硅太陽電池光致效率衰減的原子結構”的文章發(fā)表在《能源與環(huán)境科學》雜志上。
        共同作者包括來自NREL的Vincenzo LaSalvia, William Nemeth, Matthew Page, David Young, Paul Stradins；來自礦業(yè)學院的Sumit Agarwal, Michael Venuti和Serena Eley；還有為研究提供咨詢的礦業(yè)學院退休教授P. Craig Taylor。
        NREL的首席科學家兼硅光伏研究項目負責人Stradins表示，LID問題已經被研究了幾十年，但導致衰減的、確切的微觀特性還沒有確定。研究人員通過間接實驗和理論得出的結論是，當使用較少的硼，或者硅中氧含量較少時，這些問題的出現(xiàn)就會減少。
        以電子順磁共振（EPR）為基礎，NREL和礦業(yè)學院研究人員合作確定造成LID的缺陷。隨著太陽能電池樣本在光照下出現(xiàn)衰減，顯微鏡下的檢查首次顯示了一個明顯的缺陷特征。
        當科學家們采用業(yè)界使用的“再生”工藝來解決LID問題時，缺陷特征消失了。令他們驚訝的是，研究人員還發(fā)現(xiàn)了受光照影響的、第二個“廣泛”的EPR特征，其中涉及的摻雜原子比LID缺陷多得多。他們推測，并非所有由光誘導的原子變化都會導致LID。
        科學家們指出，包括碲化鎘和過氧化物在內，為研究LID開發(fā)的技術可以擴展到硅太陽能電池以及其他光伏半導體材料出現(xiàn)的，其他類型的衰減缺陷。能源部的太陽能技術辦公室資助了這項研究。