中科院制備鐵電-半導(dǎo)體耦合光伏器件

　　記者日前從中科院電工所獲悉，該所化合物薄膜太陽(yáng)能電池研究組在普通鈉鈣玻璃上制備的鐵電-半導(dǎo)體耦合光伏器件，經(jīng)中科院太陽(yáng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)質(zhì)量檢測(cè)中心認(rèn)證，其轉(zhuǎn)化效率達(dá)11.3%。

　　鐵電-半導(dǎo)體耦合光伏器件，又叫納米偶極子太陽(yáng)能電池，屬第三代太陽(yáng)能電池。與傳統(tǒng)PN結(jié)不同的是，該光伏器件是由具有鐵電特性的納米顆粒矩陣的極化電場(chǎng)來(lái)產(chǎn)生內(nèi)建電場(chǎng)，而填充在納米偶極子顆粒之間的半導(dǎo)體介質(zhì)充當(dāng)吸光材料的角色。在光照條件下，半導(dǎo)體吸光材料吸收可見(jiàn)光，產(chǎn)生光生載流子。后者在極化場(chǎng)的作用下分離，并向電池兩極運(yùn)動(dòng)，對(duì)外電路輸出功率，完成太陽(yáng)能光伏器件的電流和電壓兩個(gè)必要輸出。

　　該新型器件與傳統(tǒng)PN結(jié)光伏器件的重要區(qū)別是，薄膜中的納米顆粒在外電場(chǎng)的極化作用下形成一個(gè)極化場(chǎng)，可在電池制備完成后，通過(guò)外電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)影響電池輸出電壓，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)換效率。

　　中科院電工所劉向鑫團(tuán)隊(duì)采用硫化鎘納米顆粒作為壓電材料、碲化鎘作為吸光材料，不僅通過(guò)多種技術(shù)證明了納米偶極子太陽(yáng)能電池工作機(jī)理，而且將該新型光伏器件的轉(zhuǎn)換效率提高到11.3%。