鉅大LARGE | 點擊量:913次 | 2020年05月12日
壓電光電子學效應可增強太陽能儲能電池效率
壓電效應是壓電材料在應力用途下出現(xiàn)形變時出現(xiàn)的一種內部電勢的現(xiàn)象,廣泛應用于微機械傳感、器件驅動和能源領域。關于氧化鋅、氮化鎵等半導體材料,由于同時具有壓電性和半導體性,壓電效應可以改變金屬-半導體的界面勢壘和p-n結的輸運性質,這就是壓電電子學。假如器件在源極或漏極中有一端或兩端是肖特基接觸的,當激光照射在源極或漏極時,由于壓電效應、光激發(fā)和半導體特性的三相耦合,可以出現(xiàn)一種新的效應,即壓電光電子學效應。壓電光電子學可以利用壓電電場來調控載流子的出現(xiàn)、傳輸、分離和復合,在發(fā)光二極管、光探測和太陽能電池等領域中都有廣泛的應用。該效應是佐治亞理工學院王中林教授小組2009年首次發(fā)現(xiàn)的.
納米線太電池在自驅動納米系統(tǒng)和柔性電子學上有很大的應用前景。關于CdS、ZnO、CdTe等壓電半導體材料太陽能電池,其因材料生長,器件制備及應用中引入的應力,會對電池性能出現(xiàn)很大的影響。佐治亞理工學院王中林院士和他的博士后潘曹峰在《納米快報》(NanoLetters)上報道了一種基于單根單晶外延Cu2S/CdS芯-殼結構納米線的太陽能電池,并且研究了壓電光電子學效應對該太陽能電池性能的調制。當該納米線太陽能電池受到應力時,納米光電子學效應能有效提高光生電子-空穴對的分離和傳輸,電池的性能可提高多達70%。壓電光電子學效應供應了一種新的提高太陽能電池,尤其是柔性太陽能電池性能的思路和方法,在自驅動、環(huán)境監(jiān)測,甚至特種科技方面都將有很大的應用前景。