南昌大學(xué)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)應(yīng)變梯度對(duì)太陽(yáng)能電池光伏性能的調(diào)控

近日，南昌大學(xué)物理與材料學(xué)院舒龍龍教授團(tuán)隊(duì)的最新研究成果以“應(yīng)變梯度對(duì)光伏效率的調(diào)制”為題在《細(xì)胞》旗下物理與材料方向子刊《Matter》上在線發(fā)表。

撓曲電是指材料受到非均勻應(yīng)力作用后而表現(xiàn)出電極性的物理現(xiàn)象。由于非均勻應(yīng)力可以破壞高對(duì)稱材料的晶格宏觀對(duì)稱性，因此撓曲電對(duì)材料的對(duì)稱性沒有特殊要求，任意對(duì)稱性的絕緣體和半導(dǎo)體都可以具有撓曲電性。作為功能材料領(lǐng)域的新概念，學(xué)界對(duì)于撓曲電的認(rèn)識(shí)相對(duì)不足，其相關(guān)理論探索、材料設(shè)計(jì)以及應(yīng)用創(chuàng)新均較為匱乏。

（南昌大學(xué)供圖）

舒龍龍介紹，團(tuán)隊(duì)以成果“撓曲電理論與材料設(shè)計(jì)”為基礎(chǔ)，進(jìn)一步將撓曲電從理論和材料研究拓展到應(yīng)用領(lǐng)域。研究團(tuán)隊(duì)以傳統(tǒng)界面鈣鈦礦太陽(yáng)能電池為研究對(duì)象，通過(guò)引入非均勻應(yīng)力將撓曲體光伏效應(yīng)和傳統(tǒng)界面光伏效應(yīng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)太陽(yáng)能電池光伏效率的調(diào)控（提升幅度可達(dá)到15%以上）。更進(jìn)一步，研究團(tuán)隊(duì)利用壓電力顯微鏡探針對(duì)微晶太陽(yáng)能電池施加應(yīng)力實(shí)現(xiàn)量級(jí)達(dá)到107m-1的應(yīng)變梯度，證實(shí)在微納尺度下?lián)锨w光伏效應(yīng)的光伏效率與界面光伏效應(yīng)相當(dāng)。該研究表明：發(fā)展撓曲體光伏效應(yīng)有望突破當(dāng)前太陽(yáng)能電池光伏效率的性能瓶頸。