为了增强太阳能电池的发电效率，卢森堡大学重新回顾太阳能制造过程，并进一步理解钠元素在太阳能制程中的作用，且驳斥研究人员与制造厂商 20 年来的太阳能化学制程假设（assumption）。
太阳能电池是一种利用太阳光直接发电的半导体薄片，借由光电转换效应产生电流，其中 CIGS 薄膜太阳能板为新一代备受瞩目的技术之一，可挠式与低成本为主要优势，利用不同化学元素沉积在玻璃基板上，让太阳能电池能一层一层逐渐“增长”。
以往科学家为了增加薄膜太阳能电池的转换效率，会在光吸收层（light absorbing layer）加入钠元素，且避免钠与其他元素相互作用，影响镓和铟的混合导致光吸收层不均匀，通常科学家与制造商都在薄膜磊晶完成之后才添入钠元素。
而卢森堡大学物理与材料科学研究组人员与其他 4 位国际研究者为了了解个中细节，制造一个更严苛的磊晶环境。根据以往的制程与研究，光吸收层多由数千个单独晶粒组成，团队则反其道而行，制作一个单独晶粒组成的吸光层。
团队研究发现，假如吸光层仅由一个颗粒组成，添加少量的钠有助于均匀晶内元素分布。伊比利亚国际奈米技术实验室（INL）研究员 Diego Colombara 表示，这项结果与 20 多年来的研究相悖，以往研究指出，如果在多颗晶粒组成的吸光层添入钠元素，大多会导致分布不均匀与降低光电效率。
研究指出，钠元素具有“双重效果”，可促使镓和铟晶粒内扩散（intragrain diffusion），也可以透过晶界分离（grain boundary）来抑制晶粒内扩散，意味着该元素能让晶粒内的元素均匀，但是它会减缓晶粒之间的相互作用。
卢森堡能源材料研究室（ Laboratory for Energy Materials）负责人 Phillip Dale 教授表示，这项发现让我们重新反思太阳能的化学生产过程，未来可望进一步改进薄膜太阳能电池的制程。该研究已发表在《自然通讯》期刊（Nature Communications）。
（本文由 EnergyTrend 授权转载；首图来源：卢森堡大学）
