協(xié)調這項研究的托尼•皮克爾教授表示：由于環(huán)境和財政影響，太陽(yáng)能電池板的‘效率下降’在過(guò)去40年里一直是科學(xué)界和工程界非常感興趣的話(huà)題。在安裝完成后的最初幾個(gè)小時(shí)里，光伏組件的效率會(huì )從20%下降到18%左右，然而，盡管這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)被人們研究了40多年，有270多篇研究論文認為這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有解決方案。這項新研究首次發(fā)現了一種此前未知的材料缺陷，這種缺陷限制了硅太陽(yáng)能電池的效率。
研究人員采用的多學(xué)科實(shí)驗和理論方法確定了光誘導降解(LID)機制。該團隊結合了一種被稱(chēng)為“深層瞬態(tài)光譜學(xué)”(deep-level transient, DLTS)的特殊光電技術(shù)，發(fā)現了一種材料缺陷的存在，這種缺陷最初潛伏在用于制造電池的硅材料中。硅太陽(yáng)能電池內部的電荷在陽(yáng)光下被轉化，這是其能量產(chǎn)生過(guò)程的一部分。
研究小組發(fā)現，這種轉變涉及一個(gè)非常有效的“陷阱”，可以阻止光產(chǎn)生的載流子(電子)流動(dòng)。Iain Crowe博士說(shuō)：這種電子的流動(dòng)決定了太陽(yáng)能電池向電路傳輸電流大小，任何阻礙它的東西都會(huì )有效地降低太陽(yáng)能電池效率，以及在給定的陽(yáng)光水平下可以產(chǎn)生的電量，現在我們已經(jīng)證明了缺陷的存在，現在需要的是工程修復。
用于確定硅材料質(zhì)量的工業(yè)標準技術(shù)測量了載流子壽命，高質(zhì)量材料的載流子壽命更長(cháng)，“陷阱”更少。曼徹斯特大學(xué)Matthew Halsall教授領(lǐng)導的研究人員發(fā)現，觀(guān)察結果與電荷載體壽命有很強的相關(guān)性，在光照下缺陷轉化后，電荷載體的壽命顯著(zhù)降低。這種效果是可逆的，當材料在黑暗中加熱時(shí)，壽命再次增加，這是一種通常用來(lái)消除“陷阱”的過(guò)程。其研究成果發(fā)表在《應用物理學(xué)》上。
