新技术可延缓硅太阳电池组件的光致衰减

核心提示: 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导致硅太阳电池效率下降的缺陷。在原

        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导致硅太阳电池效率下降的缺陷。在原子水平上获得的经验教训可以令制造商推动产品改进,防止所谓的光致衰减。
        光致衰减,或称LID,会令硅太阳电池的效率下降约2%。这一领域中所使用的技术的寿命为30-40年,2%的降幅会导致输出功率大幅下降。由硅制成的太阳电池占全球市场的96%以上,这些电池中最常用的半导体由掺硼硅制成。但是,掺硼硅容易受到LID的影响,所以制造商们开发出了稳定太阳能组件的方法。
        研究人员表示,如果不了解原子层面的缺陷,就不可能预测这些组件的稳定性。
矿业学院博士候选人兼NREL研究员Abigail Meyer表示,“有些组件是完全稳定的,有些只是半稳定。”作为主要作者,她攥写了一篇新论文,详细介绍了为确定LID现象的来源所做的努力。这篇题为 "掺硼Czochralski硅太阳电池光致效率衰减的原子结构”的文章发表在《能源与环境科学》杂志上。
        共同作者包括来自NREL的Vincenzo LaSalvia, William Nemeth, Matthew Page, David Young, Paul Stradins;来自矿业学院的Sumit Agarwal, Michael Venuti和Serena Eley;还有为研究提供咨询的矿业学院退休教授P. Craig Taylor。
        NREL的首席科学家兼硅光伏研究项目负责人Stradins表示,LID问题已经被研究了几十年,但导致衰减的、确切的微观特性还没有确定。研究人员通过间接实验和理论得出的结论是,当使用较少的硼,或者硅中氧含量较少时,这些问题的出现就会减少。
        以电子顺磁共振(EPR)为基础,NREL和矿业学院研究人员合作确定造成LID的缺陷。随着太阳能电池样本在光照下出现衰减,显微镜下的检查首次显示了一个明显的缺陷特征。
        当科学家们采用业界使用的“再生”工艺来解决LID问题时,缺陷特征消失了。令他们惊讶的是,研究人员还发现了受光照影响的、第二个“广泛”的EPR特征,其中涉及的掺杂原子比LID缺陷多得多。他们推测,并非所有由光诱导的原子变化都会导致LID。
        科学家们指出,包括碲化镉和过氧化物在内,为研究LID开发的技术可以扩展到硅太阳能电池以及其他光伏半导体材料出现的,其他类型的衰减缺陷。能源部的太阳能技术办公室资助了这项研究。
相关报道
上海电气
电力月刊150期
第三届“热电联产远距离低能耗集中供热技术研讨会”
岱海发电亚临界机组“跨代”升级暨节能减排改造经验交流会


扫描关注“电力科技”公众号