作者 Daisy Chuang | 發布日期 2019 年 06 月 08 日

太陽能板一被陽光照射，通常都逃不開性能下降的命運，這便是惡名昭彰的初始光衰（LID）現象，不過最近英國曼徹斯特大學成功揭開背後謎團，有望解決困擾全世界科學家 40 年之久的問題。

太陽能安裝幾小時後，轉換效率大多會下降 2% 左右，雖然以單片模組來看可能沒什麼，但是隨著太陽能裝置量增加，損失的發電量就會積少成多，最終變成難以忽略的重大損失。

目前市面上太陽能電池大多是由 P 型摻硼矽晶體製造，但當太陽能照射到電池，其中的硼會跟氧原子結合成載子再結合中心，為硼−氧對（Boron-oxygen Pair）產生的缺陷，會減少太陽能電池電荷載子壽命，進而影響電池轉換效率。

過去 40 年來各國科學家都想要解決這項難題，更有 270 篇論文認為這是個「不可能的任務」，對此英國曼徹斯特大學團隊想要一探光衰減背後謎團，並藉由特殊光電技術深階暫態能譜（deep level transient spectroscopy，DLTS），來尋找是否有解決辦法。

在實驗中，團隊首次發現前所未見也前所未聞的材料缺陷，研究指出，它就如同潛伏期的病毒，缺陷早在矽晶電池製造之初就已存在，當電池捕獲光、將陽光轉換成電時，雖然會轉換太陽能電池中大部分的電荷，但也會驅動太陽能電池中的陷阱（trap），阻止電池產生的光生載流子流動。

光生載流子的流動跟太陽能板電流大小息息相關，曼徹斯特大學電機與電子工程學院材料、設備與系統研究處副教授 Iain Crowe 表示，只要擋了光生載流子的路就會影響太陽能轉換效率以及發電量，目前團隊則已經證明缺陷的存在，並認為高品質的矽料也是延長電荷載子壽命的關鍵要點，未來就是需要去解決問題。

團隊也發現，光照下缺陷轉換後，雖然電荷載子的壽命顯著下降，但這種反應是可逆的，只要在黑暗中加熱材料，電荷載子的壽命會再次延長，目前研究已發表在《Journal of Applied Physics》。

https://technews.tw/2019/06/08/light-induced-degradation/?fbclid=IwAR2Jy-2uKVvINw-x2IBs695E7Grli9awE3vCQM3wejEAnxWhXKBOZ7loOdI

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