镉－碲太阳能电池转换效率可逼近理论值？且看硒来大显身手
材料牛注：美国树岭国家实验室的科研人员研究发现，添加适当的硒可使镉－碲太阳能电池的转换效率距理论值更近一步。
由美国纳米材料科学研究中心的Jonathan Poplawsky带领的科研团队通过先进的显微技术发现，不同的镉、碲和硒混合物所具有的晶体结构可得到不同的光电转换效率。事实上，在打破转换效率的太阳能电池组成中，硒是其中不可或缺的一部分。该研究团队的论文发表在《自然——通讯》。
当前，一些太阳能电池利用镉、碲混合物将光能转换成电能，但在合适的地方添加最优量的硒可使转换效率从目前记录的约22%提高到逼近理论极限值的30－33%。这个技术的关键所在，是要确定硒的最佳比例。
“通过使用不同的显微技术，我们能更好地理解相、成分和晶体结构如何使材料将光能更有效地转换成电能，”Poplawsky说道，但他补充说，所获得数据的有效性是有限的。“在某些情况下，添加过多的硒会改变镉－碲的晶体结构并且极大地降低转换效率。”
在该研究中，科研人员以不同硒含量的四种太阳能电池为对象，研究了四种不同的硒含量对晶体结构改变的影响。他们发现合金含硒量最高和最低的太阳能电池性能都不佳，同时发现，合金的最优成分为约50%的镉，25%的碲以及25%的硒。
为了确定组成，研究人员运用了包括原子探针断层分析、透射电子显微镜、电子束感应电流在内的组合分析技术。以上检测技术均在美国纳米材料科学研究中心（CNMS）进行。
“我们已经发现，在镉－碲中加入的硒量可决定太阳能电池内是形成A晶体结构还是B晶体结构，”Poplawsky说。“这些发现，可以作为指导太阳能生产商制造加硒改进的太阳能电池的线路图，并有望提高整体的效率。”
Poplawsky还注意到，典型的太阳能板是用硅将太阳能转换成电能。但是，镉－碲比硅更具优势，因为吸收等量的太阳能时，镉－碲比硅少用98%的半导体材料，因此减少了太阳能板的成本。同理，含有镉、碲和硒的太阳能板相较于其他不含硒的太阳能板，就更有竞争力。
参考原文链接：Team optimizes formula for cadmium-tellurium solar cells
本文由编辑部黄语嫣提供素材，黄琼编译， 点我加入材料人编辑部。
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