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近來(lái)年不少測(cè)試已發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)晶硅太陽(yáng)能電池的綜合表現(xiàn)逐漸被超越，其中市占率第二大的碲化鎘薄膜電池以成本低廉直逼晶硅太陽(yáng)能電池。

過(guò)去，科學(xué)家不懂為什么在碲化鎘太陽(yáng)電池中添加「硒」可以提升電池效率，現(xiàn)在羅浮堡大學(xué)團(tuán)隊(duì)指出，這是因?yàn)槲軌驇?lái)更高的發(fā)光效率。

碲化鎘（CdTe）是由碲、鎘元素組成的晶體化合物，于太陽(yáng)能電池方面極具應(yīng)用前景。最常見(jiàn)的是碲化鎘薄膜電池，其由簡(jiǎn)單的「P-i-n結(jié)構(gòu)」組成，通常碲化鎘被夾在兩層硫化鎘材料間。

過(guò)去已知，碲化鎘太陽(yáng)能電池板具有兩大優(yōu)點(diǎn)，第一，高效吸收：CdTe是一種直接能隙（Bandgap）材料，與太陽(yáng)光譜匹配良好，其帶隙能量約為1.45（eV），非常適合使用單結(jié)將太陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成電能。

第二，超低成本且制造快速：CdTe薄膜電池成本比化石燃料還便宜，也是目前最便宜的太陽(yáng)能電池板。據(jù)美國(guó)能源部統(tǒng)計(jì)，CdTe太陽(yáng)能電池已是繼晶硅太陽(yáng)能電池后，市場(chǎng)上第二常見(jiàn)的光伏（PV）技術(shù)，市占率約5%；而目前市場(chǎng)上，占CdTe薄膜太陽(yáng)能電池主導(dǎo)地位的公司為FirstSolar，其出貨量達(dá)全球95%以上。

至于FirstSolar實(shí)驗(yàn)室的CdTe太陽(yáng)能電池效率紀(jì)錄已達(dá)22.1%，商業(yè)化的電池模塊效率則為16.1%。和硅晶太陽(yáng)能電池需要擔(dān)心的效率、溫度、成本等缺點(diǎn)相比，CdTe太陽(yáng)能電池唯一最需要擔(dān)心的問(wèn)題是鎘元素有毒。

而制造商之所以讓CdTe太陽(yáng)能電池效率紀(jì)錄從19.5%一舉提升至22.1%，關(guān)鍵就在于添加了「硒」元素，但奇妙的是，我們不知道為什么在化合物中添加這種元素，有助于提高面板效率。

最近由英國(guó)羅浮堡大學(xué)TomFiducia領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)終于解開(kāi)這道謎底。

研究人員意外發(fā)現(xiàn)，硒能克服CdTe太陽(yáng)能電池板中有害的原子晶格缺陷（atomicdefect），使太陽(yáng)光照射到太陽(yáng)能電池板時(shí)，產(chǎn)出自由電子的效率提高，減少電子遺失在缺陷處的機(jī)率，如此一來(lái)，對(duì)光的吸收性便大幅提高。

現(xiàn)在我們了解硒為何未導(dǎo)致太陽(yáng)能電池板效率提高，有可能因此又進(jìn)一步提高碲化鎘薄膜電池板的現(xiàn)有效率，之后進(jìn)而降低電價(jià)。新論文已發(fā)表在《自然-能源》（NatureEnergy）期刊。