太陽(yáng)的光線出現(xiàn)在生活中的每一個(gè)地方，人們的生活已經(jīng)離不開(kāi)太陽(yáng)，太陽(yáng)能不僅為植物生長(zhǎng)提供光源，而且也能為人類(lèi)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(yáng)能。太陽(yáng)能電池板是一項(xiàng)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(tuán)，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(yáng)能電池的硅材料缺陷。它可能是導(dǎo)致太陽(yáng)能電池在使用的最初幾個(gè)小時(shí)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(yáng)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(bǔ)的千兆瓦成本。

實(shí)際上，據(jù)估計(jì)，LID在全球范圍內(nèi)造成的效率損失相當(dāng)于比英國(guó)15個(gè)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(bǔ)這一不足。

研究人員之一，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)的托尼·皮克爾(Tony Peaker)表示： “由于對(duì)環(huán)境和財(cái)務(wù)的影響，太陽(yáng)能電池板的“效率下降”在過(guò)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(gè)問(wèn)題一直堅(jiān)定地拒絕解決。”

為了找到過(guò)去四十年中無(wú)法確定的270篇研究論文，最新的研究使用了一種稱(chēng)為深層瞬態(tài)光譜法 (DLTS)的電學(xué)和光學(xué)技術(shù)來(lái)發(fā)現(xiàn)硅中的弱點(diǎn)。

DLTS分析得出的結(jié)果是：隨著太陽(yáng)能電池中的電荷從太陽(yáng)光中轉(zhuǎn)化出來(lái)，電子的流動(dòng)被束縛了。反過(guò)來(lái)，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(yáng)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(shuō)： “我們已經(jīng)證明了缺陷的存在，現(xiàn)在需要進(jìn)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(zhǎng)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(guò)程)似乎可以逆轉(zhuǎn)降解。

繼續(xù)提高太陽(yáng)能電池板效率的工作在實(shí)驗(yàn)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(tuán)已經(jīng)解決，全球的太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)應(yīng)會(huì)受益。

效率絕對(duì)下降2%似乎沒(méi)什么大不了，但是當(dāng)考慮到這些太陽(yáng)能電池板現(xiàn)在負(fù)責(zé)提供全球能源總需求的巨大且呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)的部分時(shí)，將浪費(fèi)大量的電力容量。目前太陽(yáng)能還未能更好被人類(lèi)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?lèi)的能源夠人類(lèi)發(fā)展所需。