中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)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,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。研究成果近日在線發(fā)表在國(guó)際重要化學(xué)期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》上。
目前大多數(shù)太陽(yáng)能電池都是針對(duì)可見(jiàn)光進(jìn)行吸收,占太陽(yáng)光52%的近紅外光并沒(méi)有得到高效利用。針對(duì)該問(wèn)題,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)換性能均得到了提高。在近紅外光照下,銀納米片產(chǎn)生的熱電子可以直接注入到硅半導(dǎo)體中,將該波段中的光電轉(zhuǎn)換效率提高了59%。
此外,傳統(tǒng)的太陽(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。而柔性器件重量輕,并且可以折疊、卷曲、粘貼在曲面上,如汽車玻璃、屋頂、衣服等。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。
專家稱,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。
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