記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該校熊宇杰教授課題組基于應(yīng)用廣泛的半導(dǎo)體硅材料，采用金屬納米結(jié)構(gòu)的熱電子注入方法，近期設(shè)計(jì)出一種可在近紅外區(qū)域進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換且具有力學(xué)柔性的太陽(yáng)能電池，國(guó)際重要化學(xué)期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》日前發(fā)表了該成果。
太陽(yáng)能利用是解決當(dāng)前能源和環(huán)境問(wèn)題的有效途徑之一，成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)。據(jù)了解，在各種能源轉(zhuǎn)化形式中，電能具有清潔方便、易儲(chǔ)存及輸送等優(yōu)勢(shì)，光電轉(zhuǎn)換成為主要的太陽(yáng)能利用方式。但目前大多數(shù)太陽(yáng)能電池都是針對(duì)可見光進(jìn)行吸收，占太陽(yáng)光52％的近紅外光并沒有得到高效利用，因此增強(qiáng)這部分光的吸收和利用成為關(guān)鍵問(wèn)題。
近期，熊宇杰課題組基于先前研究的半導(dǎo)體－金屬界面，創(chuàng)造性地將具有近紅外光吸收性能的銀納米片與硅納米線集成在一起，構(gòu)筑了兩種不同的光伏器件，近紅外光區(qū)光電轉(zhuǎn)換性能均得到提高。在近紅外光照下，銀納米片產(chǎn)生的熱電子可以直接注入硅半導(dǎo)體中，將該波段中的光電轉(zhuǎn)換效率提高了59％。
另一方面，傳統(tǒng)的即太陽(yáng)能電池必須加工成堅(jiān)硬的板塊狀物件，這限制了日常應(yīng)用。熊宇杰課題組對(duì)商用硅片進(jìn)行納米化處理，并結(jié)合銀納米片的近紅外光吸收性能，制造出具有力學(xué)柔性的近紅外太陽(yáng)能電池。
專家介紹，該工作通過(guò)納米制造和納米合成兩種納米技術(shù)的有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了具有廣譜光吸收的復(fù)合結(jié)構(gòu)界面設(shè)計(jì)，并發(fā)展了一種簡(jiǎn)便有效的近紅外柔性太陽(yáng)能電池制造方法，將有望用于發(fā)展智能溫控型太陽(yáng)能電池及可穿戴太陽(yáng)能電池。
