一組研究人員使用由碲化鎘制成的太陽能電池(一種有前景的硅替代品)，發(fā)現(xiàn)材料晶體內部和之間的微觀“斷層線”可作為緩解電流流動的導電途徑。這項研究由康涅狄格大學和能源部的布魯克黑文國家實驗室進行，并在《自然能源》雜志上進行了描述，該研究可能有助于解釋一種常見的加工技術如何將碲化鎘變成一種將太陽光轉化為電能的出色材料，并提出了建議。一種設計效率更高的太陽能設備的戰(zhàn)略，其性能超過了硅的性能。

Brookhaven實驗室功能納米材料中心(CFN)的物理學家埃里克·斯塔奇(Eric Stach)表示：“如果看的是像硅這樣的半導體，晶體中的缺陷通常很糟糕。” 正如Stach所解釋的那樣，錯位的原子或排列方向的微小變化通常會充當粒子的陷阱，這些粒子攜帶電流帶負電的電子或當電子被太陽光子撞擊而留下時留下的帶正電的“孔”，從而使它們更易移動。太陽能電池背后的想法是將正電荷和負電荷分開，并使其通過電路運行，從而使電流可用于為房屋，衛(wèi)星甚至城市供電。缺陷會中斷這種電荷流動，并使太陽能電池無法保持其最高效率。

但是在碲化鎘的情況下，科學家發(fā)現(xiàn)單個晶體與“平面缺陷”之間的邊界(原子排列中的像斷層一樣的未對準)創(chuàng)造了傳導性的路徑，而不是陷阱。

康涅狄格大學材料科學研究所的布萊恩·休伊小組的成員是第一個注意到這種令人驚訝的聯(lián)系的人。為了了解能大大提高碲化鎘導電性能的氯化物溶液處理的影響，賈斯汀·盧里亞(Justin Luria)和亞瑟敏·庫特(Yasemin Kutes)研究了處理前后的太陽能電池。但是他們以獨特的方式做到了。

以前，世界上有好幾個小組經常使用一種稱為導電原子力顯微鏡的工具來觀察這種太陽能電池的表面。顯微鏡的細探針比銷的頭部銳利許多倍，該銷在整個材料表面進行掃描以跟蹤地形特征-表面結構的丘陵和山谷，同時測量特定位置的電導率?？茖W家使用這種技術來探索表面特征與納米級太陽能電池性能之間的關系。

但是，沒有人想出一種方法可以在太陽能電池最重要的表面之下進行測量。這是UConn團隊取得重要突破的地方。他們使用了Kutes和Luria在過去兩年中開發(fā)和完善的方法來獲取數(shù)百張連續(xù)圖像，每次有意去除材料的納米級層，以便他們可以掃描樣品的整個厚度。然后，他們使用這些逐層圖像構建了太陽能電池的三維高分辨率“斷層掃描”圖，有點像計算機斷層掃描(CT)腦部掃描。