蘇州納米所研制碳納米管陣列肖特基太陽能儲能電池

中科院蘇州納米技術與納米仿生研究所的李清文研究員所在團隊日前公布了納米管陣列光伏電池的最新進展，該團隊采用從可紡絲碳納米管陣列中筆直拉出的碳納米管薄膜作為透亮電極制作出了效率10.5%的光伏電池，結果已發表在新一期Small雜志特刊。

據materialsviewschina網站解析，將特定導電薄膜轉移至硅表面即可獲得肖特基光伏電池。當光照射到此類電池器件上時，光生電子空穴對會在導電薄膜與硅之間所形成的結區(也稱肖特基結)得以分離而實現光電轉換。與傳統硅電池相比，該類雜化電池的制備工藝大為簡化，因而有望大幅度降低硅基光伏器件的成本。其中，碳納米管薄膜因其較低的面電阻、易調制的透過率和高環境穩定性在高性能光伏器件研制中得到了廣泛的關注。

李清文研究員表示，由于陣列薄膜優異的結構平均性、透亮度與電學性能，從有想法到有結果經歷了較為順利的研發過程。初次器件的轉化效率就得到了6%左右。她說：為了進一步優化試驗結構，理解碳納米管結構對器件性能的影響，我們曾做了大量的嘗試。一方面，我們對比了取向的雙壁和多壁碳納米管對器件性能的影響，發現雙壁碳納米管的性能最佳。另一方面，也對比研究了取向結構對優化電池性能的緊要作用。發現易于坍塌的雙壁結構與取向的碳納排列有利于使得碳納米管與硅之間形成較大的接觸面積及為光生電荷提供捷徑的傳輸通道，從而有利于提高光生電荷的分離效率以及器件的光電轉化效率。

為了進一步提高該類電池的效率與工作穩定性，該范疇內的科研人員需要深入理解和調控碳納米管與硅的界面問題，如果碳納米管與硅之間僅以物理搭接為主，這會降低光生電荷的收集效率；其次是進一步提高碳納米管的質量和導電性，比如減少碳納米管中的缺陷，實現碳納米管結構可控，進而對其電學特性進行調控，這會對器件的性能起到很大的提升作用。

最后，李清文研究員表示邸江濤博士設計并完成了本項工作的大部分試驗，在器件結構優化與數據分解方面得到了鄭新和研究員和蘇州大學孫寶全教授的大力支持。所有的作者都參與了本工作的數據分解討論以及論文的修改。

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