中国科学技术大学熊宇杰教授课题组基于应用广泛的半导体硅材料，采用金属纳米结构的热电子注入方法，设计出一种可在近红外区域进行光电转换且具有力学柔性的太阳能电池。研究成果3月1日在线发表在国际重要化学期刊《德国应用化学》上，并被选为该期刊的非常重要论文。
太阳能利用是解决当前能源和环境问题的有效途径之一，成为各国科学家研究的热点。在各种能源转化形式中，电能具有使用清洁方便、易于储存及输送等优势，因此光电转换已成为一种主要的太阳能利用方式。太阳能的高效利用可通过吸光范围和转换效率等方面的改善来实现，但目前大多数太阳能电池都是针对可见光进行吸收，占太阳光52%的近红外光并没有得到高效利用。因此，增强在近红外区域的太阳光吸收和利用，成为一个关键科学问题，并对器件类型的设计提出了新要求。
针对该问题，熊宇杰课题组基于先前研究的半导体-金属界面，创造性地将具有近红外光吸收性能的银纳米片与硅纳米线集成在一起，构筑了两种不同的光伏器件，近红外光区域光电转换性能均得到了提高。在近红外光照下，银纳米片产生的热电子可以直接注入到硅半导体中，将该波段中的光电转换效率提高了59%。
另一方面，传统的无机光电器件（即太阳能电池）必须加工成坚硬的板块状物件，这限制了日常应用。而柔性器件重量轻，并且可以折叠、卷曲、粘贴在曲面上，如汽车玻璃、屋顶、衣服等。因此人们在致力于提高光电器件的光电转换效率的同时，也在不断努力提高其力学柔性。熊宇杰课题组对商用硅片进行纳米化处理，并结合银纳米片的近红外光吸收性能，制造出具有力学柔性的近红外太阳能电池。
专家称，通过纳米制造和纳米合成两种纳米技术的有效结合，实现了具有广谱光吸收的复合结构界面设计，并发展了一种简便有效的近红外柔性太阳能电池制造方法，将有望用于发展智能温控型太阳能电池及可穿戴太阳能电池。
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