گروهی از محققان آمریکایی نشان داده‌اند که وجود ناخالصی های فلزی نانومقیاس در پیل‌های خورشیدی تجاری موجب ترکیب شدن مجدد الکترون و حفره شده و در نتیجه کارایی این پیل ها را کاهش می‌دهد.
اثر ناخالصی‌های فلزی بر کارایی پیل‌های خورشیدی
گروهی از محققان گروه میکروسکوپی اشعه ایکس در مرکز مواد نانومقیاس (CNM) متعلق به موسسه فناوری ماساچوست با همکاری محققان منبع فوتون پیشرفته (APS) خوشه‌ای شدن ناخالصی‌های فلزی را در جابه‌جایی‌های درون‌دانه‌ای درون پیل‌های خورشیدی صنعتی mc-Si مشاهده کرده‌اند. نشان داده شده است که میان این خوشه‌های نانومقیاس و قابلیت ترکیب مجدد موضعی (ترکیب شدن مجدد الکترون و حفره) که در این پیل‌ها مشاهده شده و بر کارایی تبدیل انرژی آنها تأثیر مشی‌گذارد، ارتباط مستقیمی وجود دارد.
میان کارایی پیل‌های خورشیدی تجاری با حداکثر مقدار تئوری پیش‌بینی شده برای آنها فاصله زیادی وجود دارد و کارایی این پیل‌ها اغلب توسط نواقص نانومقیاسی که به‌صورت غیریکنواخت پخش شده‌اند، محدود می‌شود. این محققان از طیف‌سنجی نانوفلورسانس اشعه ایکس برای بررسی طبیعت عنصری جابه‌جایی‌های درون‌دانه‌ای فعال از نظر ترکیب مجدد در پیل‌های خورشیدی صنعتی استفاده کردند. نشان داده شده است که ناخالصی‌های نانومقیاس مس و آهن نزدیک این جابه‌جایی‌های دارای قدرت ترکیب مجدد بالا به‌صورت خوشه‌ای حضور داشته و در نزدیکی نقاطی که دارای قدرت پایین ترکیب مجدد هستند، مشاهده نمی‌شوند. مشاهده این ارتباط میان حضور ناخالصی‌ها و ترکیب مجدد زوج الکترون-حفره می‌تواند بینش جدیدی در زمینه اثر ناخالصی‌های فلزی نانومقیاس بر کارایی ابزارهای تبدیل انرژی ایجاد نماید.
جزئیات این کار در مقاله‌ای با عنوان:
“Nanoprobe X-Ray fluorescence characterization of defects in large-area solar cells”
در مجله Energy Environ. Sci منتشر شده است.
