應用分享 | EPR助力提升太陽能電池質量和性能

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，一直是阻礙光伏產業實現快速增長的重要因素之一。因此，市場非常需要成本低廉的、生產光伏應用所需的硅和聚合物的技術。

但成本低廉的生產技術極有可能導致所生產的硅或聚合物純度降低。因此，對缺陷和雜質含量有精確的要求，同時不影響達成產品良率和成本目標，并實現更短的能源行業投資回報周期，具有至關重要的作用。

光伏材料中的順磁性缺陷和雜質包括：

◇  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

◇  晶粒內缺陷

◇  過渡金屬

◇  自由基

挑戰：

◇  我們不可能去除光伏材料中的所有缺陷和雜質。因此，在生產過程中進行缺陷密度和雜質含量評估，對于光伏電池的效率至關重要。

EPR解決方案：

◇  檢測和定量影響光伏電池的電學性能的結構缺陷和痕量雜質

◇  監測導致半導體性能降低的過程

鈣鈦礦薄膜中聚焦離子束誘導的順磁性缺陷

據知，離子束輻照能夠誘導相變和非晶化等結構變化。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）表現出居里效應，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解決方案的關鍵。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，或者固態鋰離子電池中的電解質，鈣鈦礦材料在儲能應用中都已展現出非常誘人的應用前景。因此，通過缺陷工程可以調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的缺陷中心的EPR譜圖。