“深層”缺陷竟然可以提升硅電池效率

依據美國政府國家可再生能源試驗室（NREL）科學家的研究發現，硅太陽能電池倘若存在一定的缺陷仿佛可以提高電池性能。

此項研究結果公布在《使用物理快報》（AppliedPhysicsLetters），也是美國能源部SunShot計劃資助的研究項目的一部分。NREL首席研究員PaulStradins表示，此項研究結果看似與傳統觀點相背離。

傳統觀點通常認為，硅太陽能電池中所謂的深層缺陷通常被認為是不好的，因為它們會重組電荷載流子（電荷載體），從而降低電池效率。

但是NREL研究發現，刻意設計的性能缺陷實際上可以加強電池的載流子收集，善吸收層的表面鈍化。

NREL團隊在試驗室的超級計算機上進行了很多模擬試驗，在硅晶片相鄰的氧化層添加雜質。詳盡來講，他們在薄的隧道二氧化硅層引入雜質；還在硅晶片相鄰的氧化鋁表面鈍化層添加雜質。

這兩種情況下添加雜質，被認為是有益的，通過提升電池多數載流子的傳輸速度，排斥少數載流子，能提高整體效率。

NREL模擬試驗從硅晶片相鄰的氧化層除去某些原子，用一個不同元素的原子來替換，從而創造出虛擬的"缺陷。例如，當氧原子被氟原子替換，這樣就會出現一個缺陷，進而可以促使電子收集。

示意圖：缺陷點（紅十字部分），有助于從光吸收體收集電子，堵住漏洞，進而抑制載流子復合。

NREL研究表示，確定出正確的“缺陷”才是過程的關鍵，通過進一步研究將會確定哪一處缺陷將會出現最好的結果。（文/Tina譯）

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