記者從中國科學技術大學獲悉，該校熊宇杰教授課題組基于應用廣泛的半導體硅材料，采用金屬納米結構的熱電子注入方法，近期設計出一種可在近紅外區域進行光電轉換且具有力學柔性的太陽能電池，國際重要化學期刊《德國應用化學》日前發表了該成果。
太陽能利用是解決當前能源和環境問題的有效途徑之一，成為各國研究的熱點。據了解，在各種能源轉化形式中，電能具有清潔方便、易儲存及輸送等優勢，光電轉換成為主要的太陽能利用方式。但目前大多數太陽能電池都是針對可見光進行吸收，占太陽光52％的近紅外光并沒有得到高效利用，因此增強這部分光的吸收和利用成為關鍵問題。
近期，熊宇杰課題組基于先前研究的半導體－金屬界面，創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，構筑了兩種不同的光伏器件，近紅外光區光電轉換性能均得到提高。在近紅外光照下，銀納米片產生的熱電子可以直接注入硅半導體中，將該波段中的光電轉換效率提高了59％。
另一方面，傳統的即太陽能電池必須加工成堅硬的板塊狀物件，這限制了日常應用。熊宇杰課題組對商用硅片進行納米化處理，并結合銀納米片的近紅外光吸收性能，制造出具有力學柔性的近紅外太陽能電池。
專家介紹，該工作通過納米制造和納米合成兩種納米技術的有效結合，實現了具有廣譜光吸收的復合結構界面設計，并發展了一種簡便有效的近紅外柔性太陽能電池制造方法，將有望用于發展智能溫控型太陽能電池及可穿戴太陽能電池。
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