2021年3月18日
现在，硅太阳能电池是如此高效，以至于它们可以以低于2美分/千瓦时的价格发电。如今，最有效的硅太阳能电池是用少于10纳米的薄选择性无定形硅（A-SI：H）接触层制成的，这些硅负责分离光产生的电荷。
在HZB上，具有这种硅异质结太阳能电池的效率超过24％，并且也是串联太阳能电池的一部分，该串联太阳能电池可导致最近报道的效率记录为29.15％（A. Al-Ashouri等。欧洲杯线上买球370，（2020））。日本的当前世界纪录是单个连接硅太阳能电池也是基于此异触摸（26.6％：K。Yoshikawa等。自然能量2，（2017））。
仍然存在与此类杂感系统相关的效率巨大潜力，但是，尚未详细了解这些层如何实现电荷载体分离以及它们的纳米镜损耗机制。
A-SI：H接触层的特征是它们的内在障碍，一方面可以使硅表面出色的涂层，从而最大程度地减少界面缺陷的数量，但另一方面也具有很小的劣势：它可以引导。到局部重组电流和运输屏障的形成。
HZB和犹他大学的一个团队首次在原子层进行了测量，这种泄漏电流如何形成C-SI和A-SI：H之间，以及它们如何影响太阳能电池性能。
在共同的努力中，由犹他大学克里斯托夫·博伊姆（Christoph Boehme）教授和HZB的克劳斯·利普（Klaus Lips）教授领导的团队，他们能够在纳米纳米纳克上提到的上述硅杂接界面的界面上解决损失机制使用超高真空导电原子力显微镜（CAFM）缩放。
物理学家能够通过接近原子分辨率确定泄漏电流穿透选择性A-SI：H接触并在太阳能电池中产生损失过程。在CAFM中，这些损耗电流显示为纳米大小的电流通道，是与无定形硅网络障碍有关的缺陷的指纹。
“这些缺陷充当用于穿透选择性接触并引起重组的指控的垫脚石，我们将其称为陷阱辅助量子机械隧道”，嘴唇解释。“这是第一次在A-SI：H中看到此类状态，并且我们能够在最高质量的A太阳能电池的工作条件下揭示损失机制，”物理学家热情地报告。
犹他州/柏林队还能够表明，随着时间的流逝，频道的深色电流随着时间的流逝而随机波动。结果表明，存在短期电流封锁，这是由局部电荷引起的，该电荷被困在相邻的缺陷中，这会改变隧道状态的能量定位（垫脚石）。
这种被困的电荷还会导致当前通道处的局部光电压提高到1V高于1V，这远远超过了宏观接触能够使用的局部光电压。“在从纳米到宏观世界的这种过渡中，发现了异质界的令人兴奋的物理，以及如何以更具针对性的方式进一步提高硅太阳能电池效率的关键，”伯恩德·斯坦诺斯基（Bernd Stannowski）博士说，他负责HZB的工业硅异质结太阳能电池的发展。
来源：https://www.helmholtz-berlin.de/