卢森堡大学的物理学家与国际科学家一起研究了材料的氧化过程，其结果可能会改变目前生产太阳能电池的方式。该研究已于2020年7月发表在著名的《nature communications》杂志上。
相界是材料性能的关键点。研究团队刚刚发现，当用于太阳能电池的材料靠近相界时，氧化过程中产生的破坏远不止是氧化。
该论文的发表是物理与材料科学系(dphyms)内由phillip dale教授领导的能源材料实验室(lem)和susanne siebentritt教授领导的光伏实验室(lpv)之间为期四年的研究项目和富有成效的合作成果。该项目由diego colombara和hossam elanzeery成功实施，他们当时分别是卢森堡大学的博士后研究员和博士研究员。
什么是太阳能电池材料的相界?
"当冰融化并变成水时，它会跨越一个相界。在这种情况下，是温度使材料跨越了相界。在化合物中，如太阳能电池中使用的硒化铜铟，是成分使材料跨越了相界。在理想的晶体中，cu和in一样多，当cu比in多时，材料的相位与cu比in少时的相位不同。"
如何控制这种变化?
"我们可以通过沉积工艺来控制。很久以来，我们就知道，当材料氧化时，比如我们在空气中放置时间过长，就会形成氧化铟。现在我们发现的是：当富含cu的材料氧化时，不仅会形成氧化铟，而且会变得过于富含cu。所以，cu必须离开材料。而在这样做的过程中，它就会带走硒，形成新的缺陷，即硒空位。而这些对太阳能电池是不利的。这一见解不仅对我们制造太阳能电池的方式很重要。硒化材料在数据存储、发光和通信方面也有其他应用。这些发现也将与那些其他呈现类似相界的硒化物或硫化物有关。"
如何打造更好的太阳能电池?
"我们现在已经知道了太阳能电池中出现这些破坏性缺陷的根本机制，并且已经发现，一旦这些缺陷形成，通过从外部强行注入过量的硒，就有可能部分叫停这些缺陷。在此知识基础上，我们将设计出能完全防止缺陷形成的制造方法，作为我们更高效的太阳能转换路线图的一部分。"
论文标题为《chemical instability at chalcogenide surfaces impacts chalcopyrite devices well beyond the surface》。