EPR助力提升太陽能電池質(zhì)量和性能

最近三十年里，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。