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鈣鈦礦缺陷耐受”奧秘”揭曉，為更高效光伏組件鋪平道路
鈣鈦礦缺陷耐受”奧秘”揭曉，為更高效光伏組件鋪平道路
來源:PV-Tech
研究人員使用新的顯微鏡方法，“首次”觀察了鈣鈦礦材料及其對結(jié)構(gòu)缺陷的耐受度。研究人員得出的結(jié)論是，有兩種形式的無序在平行運作：電子無序和化學(xué)無序。
研究人員表示，正是由于化學(xué)無序?qū)㈦姾奢d流子從這種“陷阱”中引開，才緩解了缺陷造成的電子無序狀態(tài)。
劍橋大學(xué)博士生、研究主要作者KyleFrohna表示："我們發(fā)現(xiàn)，化學(xué)無序這種‘好’無序可以將電荷載流子從可能陷入的陷阱中引開，緩解缺陷造成的‘壞’無序。”
材料結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性會導(dǎo)致出現(xiàn)令光伏性能下降的微觀陷阱，雖然如此，即使在受損的情況下，鈣鈦礦仍展現(xiàn)出與多晶硅替代品相似的效率水平。
事實上，該小組的早期研究表明，無序的、更混亂的結(jié)構(gòu)可以提高鈣鈦礦材料的性能。
這些發(fā)現(xiàn)將使該小組以及這一領(lǐng)域的其他人員進一步研究、探索和完善鈣鈦礦電池的制造方法，從而最大限度的提高組件轉(zhuǎn)換效率。
在過去的十年中，鈣鈦礦材料已經(jīng)成為硅基太陽能組件的一種有前途的替代品。制造它們所需的鉛鹽既豐富、又便宜，而且它們可以在液體墨水中制造，通過印刷來生產(chǎn)材料薄膜。相比之下，需要大量的電力和時間來生產(chǎn)多晶硅組件所需的、高度有序的硅片結(jié)構(gòu)。
因此，太陽能領(lǐng)域的許多公司都在評估鈣鈦礦材料的潛在應(yīng)用，美國能源部為鈣鈦礦開發(fā)研究提供了資金，東芝等公司也在探索如何最大限度的利用這種材料。
研究人員還與劍橋大學(xué)Cavendish實驗室、位于英國Didcot的鉆石光源同步輻射設(shè)施和日本沖繩科學(xué)技術(shù)研究所展開了合作。研究人員使用幾種不同的顯微鏡技術(shù)觀察鈣鈦礦薄膜中的相同區(qū)域，進行多模態(tài)顯微鏡檢查。
劍橋大學(xué)化學(xué)工程和生物技術(shù)系皇家工程院研究員MiguelAnaya表示："這種方法讓我們找到了在納米層面上進行優(yōu)化的新途徑，最終為目標應(yīng)用提供了更出色的性能。”
劍橋大學(xué)能源系助理教授SamStranks表示，這項研究“揭示了可能具有相似屬性的新半導(dǎo)體的設(shè)計藍圖，也就是說，無序狀態(tài)可以被用來調(diào)整性能。”
