針對硅電池壽命短的問題，廈門大學(xué)研發(fā)成功一種新型太陽能電池，即將氧化鋅和硒化鋅兩種寬帶隙半導(dǎo)體材料用作太陽能電池，從而大大穩(wěn)定了太陽能電池的性能并使其壽命延長。這項(xiàng)成果近期發(fā)表在英國皇家化學(xué)學(xué)會(huì)的《材料化學(xué)》雜志上。這是國際上首次實(shí)現(xiàn)寬帶隙半導(dǎo)體在太陽能電池中的應(yīng)用。

   目前，在太陽能電池中應(yīng)用較多的是硅太陽能電池，但其壽命有限。2005年，廈門大學(xué)半導(dǎo)體光子學(xué)中心專家們將眼光瞄向了具有穩(wěn)定物理化學(xué)性質(zhì)、抗輻射性能好、壽命長的寬帶隙半導(dǎo)體，致力于寬帶隙半導(dǎo)體在太陽能電池應(yīng)用的研究。

    據(jù)廈門大學(xué)康俊勇教授介紹，寬帶隙半導(dǎo)體的帶隙越寬，其物理化學(xué)性質(zhì)就越穩(wěn)定，抗輻射性能越好，壽命也越長；但與此相對應(yīng)，帶隙寬的一個(gè)缺點(diǎn)是材料對太陽光的吸收較少，光電轉(zhuǎn)換效率低。由于這種“致命性缺陷”，寬帶隙半導(dǎo)體材料以往在太陽能電池中不用作發(fā)電的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，而僅用作電極。課題組經(jīng)過深入研究，選用兩種寬帶隙半導(dǎo)體材料——氧化鋅和硒化鋅作為太陽能電池的材料，創(chuàng)新了制備方式，讓兩種材料實(shí)現(xiàn)共格生長，大幅降低了寬帶隙半導(dǎo)體的有效帶隙，增加了吸收太陽光的范圍。同時(shí)，他們將疊層狀的薄膜形式改為一根一根的同軸線形式，每根僅有200納米。這樣一來，吸光面積大幅度增加，寬帶隙半導(dǎo)體的吸光率也隨之提高，成功破解制約轉(zhuǎn)化的瓶頸。