中國科學(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)柔性的太陽能電池。

科技日報(bào)訊（記者吳長鋒通訊員楊保國）中國科學(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)柔性的太陽能電池。研究成果近日在線發(fā)表在國際重要化學(xué)期刊《德國應(yīng)用化學(xué)》上。

目前大多數(shù)太陽能電池都是針對可見光進(jìn)行吸收，占太陽光52％的近紅外光并沒有得到高效利用。針對該問題，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)柔性的近紅外太陽能電池。

專家稱，該工作通過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)展了一種簡便有效的近紅外柔性太陽能電池制造方法，將有望用于發(fā)展智能溫控型太陽能電池及可穿戴太陽能電池。