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我科学家首创出新型太阳能电池

发布时间:2020-03-23 16:37:19 阅读: 来源:大棚膜厂家

日前,厦门大学物理与电机工程学院康俊勇教授课题组研发成功一种新型太阳能电池,行将氧化锌和硒化锌两种宽带隙半导体材料用作太阳能电池,从而大大稳定了太阳能电池的性能并使其寿命延长。这也是国际上首次实现了宽带隙半导体在太阳能电池中的运用。近期,英国皇家化学学会的《材料化学》杂志发表了这1成果,在国际上引发广泛关注。

所谓宽带隙半导体,一般是指室温下带隙大于2.0电子伏特的半导体材料。从物理学上来说,带隙越宽,其物理化学性质就越稳定,抗辐射性能越好,寿命也越长;但与此相对应,带隙宽的一个缺点是——这类材料对太阳光的吸收较少,光电转换效力低。由于这类“致命性缺点”,宽带隙半导体材料以往在太阳能电池中不用作发电的关键结构,而仅用作电极。  据介绍,目前,在太阳能电池中,运用较多的是硅太阳能电池,但其寿命有限。针对硅电池“寿命短”的问题,从2005年起,厦门大学半导体光子学中心的专家们将眼光瞄向了具有稳定物理化学性质、抗辐射性能好、“寿命长”的宽带隙半导体,致力于“宽带隙半导体在太阳能电池运用”的研究。  经过深入研究,课题组发现,有两个制约“转化”的瓶颈:1是能否构成光生电流;2是能否提高宽带隙半导体的吸光率。  最让课题组“费脑筋”的是如何让光电子“活动”起来。经过屡次实验,课题组决定,选用两种宽带隙半导体材料——氧化锌和硒化锌作为太阳能电池的材料,构成类似于PN结的带阶,让电流“活动”起来。  同时,课题组在提高吸光率上也大“做文章”——“改革”了以往的制备方式,通过控制条件,让两种材料实现共格生长,首次构成新型量子结构,大幅度下降了宽带隙半导体的有效带隙,增加了吸收太阳光的范围。同时,将叠层状的薄膜情势改成一根一根的同轴线情势,每根唯一200纳米。这样一来,吸光面积大幅度增加,吸光率也随之提高。科技日报

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