太陽的光線出現(xiàn)在生活中的每一個地方，人們的生活已經(jīng)離不開太陽，太陽能不僅為植物生長提供光源，而且也能為人類提供能源，現(xiàn)在的光伏發(fā)電就是很大程度上利用了太陽能。太陽能電池板是一項奇妙的技術(shù)，但是我們需要找出提高效率的方法。去年，科學(xué)家們解決了40年前的謎團，圍繞著提高效率的主要障礙之一。
2019年的研究概述了以前未被發(fā)現(xiàn)的用于生產(chǎn)太陽能電池的硅材料缺陷。它可能是導(dǎo)致太陽能電池在使用的最初幾個小時內(nèi)看到2%的效率下降的原因：光誘導(dǎo)降解(LID)。
乘以世界各地太陽能發(fā)電站安裝的面板數(shù)量的增加，這一下降等于不可再生能源必須彌補的千兆瓦成本。
實際上，據(jù)估計，LID在全球范圍內(nèi)造成的效率損失相當于比英國15個核電站所能產(chǎn)生的能量更多。新發(fā)現(xiàn)可以幫助科學(xué)家彌補這一不足。
研究人員之一，英國曼徹斯特大學(xué)的托尼·皮克爾(Tony Peaker)表示： “由于對環(huán)境和財務(wù)的影響，太陽能電池板的“效率下降”在過去的40年中一直是許多科學(xué)和工程學(xué)關(guān)注的話題。”
“盡管如此，盡管業(yè)務(wù)上有一些最好的頭腦，但直到現(xiàn)在，這個問題一直堅定地拒絕解決。”
為了找到過去四十年中無法確定的270篇研究論文，最新的研究使用了一種稱為深層瞬態(tài)光譜法 (DLTS)的電學(xué)和光學(xué)技術(shù)來發(fā)現(xiàn)硅中的弱點。
DLTS分析得出的結(jié)果是：隨著太陽能電池中的電荷從太陽光中轉(zhuǎn)化出來，電子的流動被束縛了。反過來，這降低了可以產(chǎn)生的電能水平。
研究小組發(fā)現(xiàn)，這種缺陷一直處于休眠狀態(tài)，直到太陽能電池板變熱為止。
曼徹斯特大學(xué)的研究人員之一伊恩·克勞(Iain Crowe)說： “我們已經(jīng)證明了缺陷的存在，現(xiàn)在需要進行工程修復(fù)。”
研究人員還發(fā)現(xiàn)，更高質(zhì)量的硅具有更長的“壽命”的載流子(攜帶光子能量的電子)，這支持了這些陷阱與效率下降有關(guān)的想法。
此外，在黑暗中加熱材料(通常用于從硅中去除陷阱的過程)似乎可以逆轉(zhuǎn)降解。
繼續(xù)提高太陽能電池板效率的工作在實驗室中不斷取得突破，自然界也提供了許多效率技巧?，F(xiàn)在，光致退化的謎團已經(jīng)解決，全球的太陽能農(nóng)場應(yīng)會受益。
效率絕對下降2%似乎沒什么大不了，但是當考慮到這些太陽能電池板現(xiàn)在負責提供全球能源總需求的巨大且呈指數(shù)級增長的部分時，將浪費大量的電力容量。目前太陽能還未能更好被人類利用，需要科研人員不斷努力，研究出更高效地產(chǎn)品，這樣才能保證我們?nèi)祟惖哪茉磯蛉祟惏l(fā)展所需。
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