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應(yīng)用分享 | EPR助力提升太陽能電池質(zhì)量和性能

更新時間:2023-11-08點擊次數(shù):813

近三十年里,光伏組件的累計銷售每增加一倍,其平均價格即下降20%。難于獲取足夠高純度的硅或(有機(jī)光伏電池所需的)聚合物,一直是阻礙光伏產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)快速增長的重要因素之一。因此,市場非常需要成本低廉的、生產(chǎn)光伏應(yīng)用所需的硅和聚合物的技術(shù)。

但成本低廉的生產(chǎn)技術(shù)極有可能導(dǎo)致所生產(chǎn)的硅或聚合物純度降低。因此,對缺陷和雜質(zhì)含量有精確的要求,同時不影響達(dá)成產(chǎn)品良率和成本目標(biāo),并實現(xiàn)更短的能源行業(yè)投資回報周期,具有至關(guān)重要的作用。

光伏材料中的順磁性缺陷和雜質(zhì)包括:

◇  SiO2中的E’中心

◇  SiO2或c-Si中的原子H0

◇  懸空鍵(Si-SiO2界面處的Pb中心)

◇  晶界缺陷

◇  晶粒內(nèi)缺陷

◇  過渡金屬

◇  自由基

挑戰(zhàn):

◇  我們不可能去除光伏材料中的所有缺陷和雜質(zhì)。因此,在生產(chǎn)過程中進(jìn)行缺陷密度和雜質(zhì)含量評估,對于光伏電池的效率至關(guān)重要。

EPR解決方案:

◇  檢測和定量影響光伏電池的電學(xué)性能的結(jié)構(gòu)缺陷和痕量雜質(zhì)

◇  監(jiān)測導(dǎo)致半導(dǎo)體性能降低的過程

鈣鈦礦薄膜中聚焦離子束誘導(dǎo)的順磁性缺陷

據(jù)知,離子束輻照能夠誘導(dǎo)相變和非晶化等結(jié)構(gòu)變化。在聚焦離子束輻照條件下,EPR可檢測到含錳氧化物的鈣鈦礦薄膜中孤立和定域的順磁性自旋。這些缺陷在低溫下(5-50 K)表現(xiàn)出居里效應(yīng),表明在缺陷部位存在定域電子。

通過EPR檢測和鑒定缺陷類型及分布,是幫助研究人員和制造商找到消除缺陷的適當(dāng)解決方案的關(guān)鍵。無論是在太陽能電池中,還是作為燃料電池和空氣電池中的電極,或者固態(tài)鋰離子電池中的電解質(zhì),鈣鈦礦材料在儲能應(yīng)用中都已展現(xiàn)出非常誘人的應(yīng)用前景。因此,通過缺陷工程可以調(diào)控這些新型材料的性能,以便更好地了解它們的吸光性能。

不同溫度下,鈣鈦礦薄膜中聚焦離子束輻照誘導(dǎo)的缺陷中心的EPR譜圖。

 


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