应用分享 | EPR助力提升太阳能电池质量和性能

近三十年里，光伏组件的累计销售每增加一倍，其平均价格即下降20%。难于获取足够高纯度的硅或（有机光伏电池所需的）聚合物，一直是阻碍光伏产业实现快速增长的重要因素之一。因此，市场非常需要成本低廉的、生产光伏应用所需的硅和聚合物的技术。但成本低廉的生产技术极有可能导致所生产的硅或聚合物纯度降低。因此，对缺陷和杂质含量有精确的要求，同时不影响达成产品良率和成本目标，并实现更短的能源行业投资回报周期，具有至关重要的作用。光伏材料中的顺磁性缺陷和杂质包括：◇  SiO2中的E’中心◇  SiO2或c-Si中的原子H0◇  悬空键（Si-SiO2界面处的Pb中心）◇  晶界缺陷◇  晶粒内缺陷◇  过渡金属◇  自由基挑战：◇  我们不可能去除光伏材料中的所有缺陷和杂质。因此，在生产过程中进行缺陷密度和杂质含量评估，对于光伏电池的效率至关重要。EPR解决方案：◇  检测和定量影响光伏电池的电学性能的结构缺陷和痕量杂质◇  监测导致半导体性能降低的过程钙钛矿薄膜中聚焦离子束诱导的顺磁性缺陷据知，离子束辐照能够诱导相变和非晶化等结构变化。在聚焦离子束辐照条件下，EPR可检测到含锰氧化物的钙钛矿薄膜中孤立和定域的顺磁性自旋。这些缺陷在低温下（5-50 K）表现出居里效应，表明在缺陷部位存在定域电子。通过EPR检测和鉴定缺陷类型及分布，是帮助研究人员和制造商找到消除缺陷的适当解决方案的关键。无论是在太阳能电池中，还是作为燃料电池和空气电池中的电极，或者固态锂离子电池中的电解质，钙钛矿材料在储能应用中都已展现出非常诱人的应用前景。因此，通过缺陷工程可以调控这些新型材料的性能，以便更好地了解它们的吸光性能。不同温度下，钙钛矿薄膜中聚焦离子束辐照诱导的缺陷中心的EPR谱图。