盧森堡大學領(lǐng)導的研究調(diào)查了太陽能電池的制造過程。研究人員證明，過去20年來研究人員和生產(chǎn)者中常見的化學過程假設實際上是不準確的。物理學家在科學雜志“ 自然通訊 ”上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。

光伏太陽能電池板將太陽光轉(zhuǎn)換成電能。面板吸收入射光，該入射光激發(fā)電子以預定方向?qū)⑺鼈儼l(fā)送出去，以產(chǎn)生可驅(qū)動電動機或點亮燈泡的電流。這通過太陽能電池板中的幾層半導體和金屬的相互作用來實現(xiàn)。電池以復雜的工藝制造，其中幾種化學元素通常通過蒸發(fā)沉積在玻璃基板上。由此，太陽能電池逐層“生長”。

過去，科學家偶然發(fā)現(xiàn)，如果將一種太陽能電池技術(shù)添加到光吸收層中，其效率會大大提高。同時，他們觀察到鈉影響該層的生長和其他化學元素的相互作用，即它抑制鎵和銦的混合。這導致較不均勻的層并因此損害結(jié)果。因此，在過去，科學家和制造商認為生產(chǎn)太陽能電池的理想方法是在生長過程結(jié)束后才添加鈉。

通過使用不同的方法，盧森堡大學物理和材料科學研究部的研究人員以及四個國際合作伙伴現(xiàn)在能夠證明事實更加微妙。雖然傳統(tǒng)上光吸收層由數(shù)千個單獨的晶粒組成，但研究小組選擇了更苛刻的制造策略并將該層作為單個晶粒生長。“基本上，在這項工作中，我們表明，如果吸收劑僅由一種谷物制成，添加少量鈉有助于均勻化元素的分布，”Diego Colombara說，現(xiàn)在是國際伊比利亞納米技術(shù)實驗室的瑪麗居里研究員和研究的主要研究者。“這非常令人驚訝，

研究人員的結(jié)論是，鈉具有雙重作用：它使每個谷物中的元素均勻化，但它減緩了谷物之間相互作用的均質(zhì)化。“這使我們有機會重新思考我們?nèi)绾紊a(chǎn)太陽能電池。未來，這些見解可能會改善制造過程，”能源材料實驗室(LEM)研究小組負責人Phillip Dale博士總結(jié)道。在盧森堡大學和盧森堡國家研究基金會(FNR)的Attract研究員。