美国家技术标准研究院（NIST）近日发布消息称，该机构研究人员利用两种新技术，首次以纳米级精度检测了广泛使用的太阳能电池的化学成分及缺陷变化。该技术检测了用碲化镉半导体材料制造的常见太阳能电池，有望帮助科学家更好地了解太阳能电池的微观结构，并可能提出进一步提高太阳能光电转化效率的方法。
在研究中，NIST科学家利用两种依赖原子力显微镜（AFM）的辅助方法，通过光诱导共振（PTIR）测量太阳能电池样品从可见光到中红外线的宽波长范围吸收光的数量，从而在纳米级尺度得到太阳能电池的构成及其缺陷。另一项技术，称为扫描近场光学显微镜（dt-NSOM），通过记录特定位置传输光的数量来捕捉太阳能电池的组成及缺陷变化，形成详细的纳米尺度图像。
实验表明，材料晶体排列的缺陷与其化学构成中的杂质相关，新技术能检测碲化镉样品中所谓深层次缺陷的空间变化。这些缺陷引起碲化镉与其他半导体中的电子和空穴（带正电荷的颗粒）重新组合而非发电，这是导致太阳能电池无法达到理论效率的关键原因之一。
该研究成果具有广泛适用性，将有助于太阳能电池研究，更好地了解各种光伏材料。该研究成果发表在2017年4月12日的《Nanoscale》杂志上。