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制電效率降2%!太陽能電池原材料存在缺陷,新研究找到解決方案

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年06月17日  

不管是我國戈壁沙漠,還是印度新德里,都豎立起一排排黑色太陽能電板,它們給人類制造了數(shù)億千瓦時的電量。很顯然,光伏發(fā)電確實是世界上一項很棒綠色能源,不過今天一項新研究表明,用于生產(chǎn)太陽能電池的材料硅存在著小缺陷,影響發(fā)電效率。

該項研究的研究人員描述,用于生產(chǎn)太陽能電池的硅材料存在在一個缺陷,它可能會導(dǎo)致太陽能電池在使用的前幾個小時內(nèi)會出現(xiàn)2%制電效率下降。在過去40年里這種缺陷一直未被發(fā)現(xiàn),直到今天這項研究,研究人員將這種缺陷稱為光誘導(dǎo)降解(LID)。

制電效率降低2%可能看起來不是什么大問題,但統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,全球LID效率損失相當(dāng)于15座特種的發(fā)電量,這是一個千兆瓦級以上的損耗,特別是太陽能電池板負(fù)責(zé)提供世界總能量需求指數(shù)級增長時,這將是一個巨大的電力損耗。更何況世界各太陽能面板還在不斷增長。

不過今天這項新研究找到造成硅材料缺陷的原因,并研究出了解決方案。研究人員為了證明硅材料存在缺陷的事實,查閱了40多年的270篇關(guān)于太陽能的研究論文,結(jié)合一種稱為深層瞬態(tài)光譜(DLTS)的電學(xué)和光學(xué)技術(shù)來發(fā)現(xiàn)硅材料的缺陷。

研究人員通過DLTS分析發(fā)現(xiàn),隨著太陽能電池中太陽光轉(zhuǎn)化為電荷,一小部分電子流被硅材料捕獲,產(chǎn)電效率降低了,這就是上述所說的材料缺陷。該研究還發(fā)現(xiàn),硅材料的這個缺陷一般處于休眼狀態(tài),直到太陽能電池板發(fā)熱。曼徹斯特大學(xué)的科學(xué)家Crowe說,這個缺陷已被證明,解決方案已找到。

該研究表示解決方案非常簡單,只需在黑暗環(huán)境中加熱硅材料就可以彌補缺陷。當(dāng)然,科學(xué)家對太陽能電池板效率提高仍在繼續(xù)研究之中,希望能再次獲得重大突破。太陽能電池的缺陷已經(jīng)解決了,世界各國的太陽能電站將會大大受益,特別是印度和我國。

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