太陽(yáng)能電池成為研究的熱門課題，但一直未曾徹底得到改進(jìn)，硅太陽(yáng)能電池一直在太陽(yáng)能電池中占主導(dǎo)，其“壽命短”的困擾一直揮之不去。日前，廈門大學(xué)半導(dǎo)體光子學(xué)中心的專家們成功研發(fā)了一種新型太陽(yáng)能電池，將氧化鋅和硒化鋅兩種寬帶隙半導(dǎo)體材料用作太陽(yáng)能電池，從而大大穩(wěn)定了太陽(yáng)能電池的性能并使其壽命延長(zhǎng)，這也是國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了寬帶隙半導(dǎo)體在太陽(yáng)能電池中的應(yīng)用。

寬帶隙半導(dǎo)體，一般是指室溫下帶隙大于2.0電子伏特的半導(dǎo)體材料。從物理學(xué)上來(lái)講，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(zhǎng)。課題組專家們正是利用了寬帶隙半導(dǎo)體這個(gè)特性來(lái)提高太陽(yáng)能電池的壽命。但是寬帶隙半導(dǎo)體材料卻有著制約瓶頸，這種材料對(duì)太陽(yáng)光的吸收較少，光電轉(zhuǎn)換效率低，如何解決這個(gè)瓶頸成為了研究中要攻克的技術(shù)難關(guān)。解決這個(gè)難題就是使光電子“流動(dòng)”起來(lái)，形成光生電流，并且提高寬帶隙半導(dǎo)體的吸光率。經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，課題組決定，選用兩種寬帶隙半導(dǎo)體材料——氧化鋅和硒化鋅作為太陽(yáng)能電池的材料，形成類似于PN結(jié)的帶階，讓電流“流動(dòng)”起來(lái)。而為了提高吸光率，課題組通過(guò)控制條件，讓兩種材料實(shí)現(xiàn)共格生長(zhǎng)，首次形成新型量子結(jié)構(gòu)，大幅度降低了寬帶隙半導(dǎo)體的有效帶隙，增加了吸收太陽(yáng)光的范圍。同時(shí)，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(lái)，吸光面積大幅度增加，吸光率也隨之提高。在攻克了這兩個(gè)難關(guān)后，專家們終于首創(chuàng)出新型長(zhǎng)壽命的太陽(yáng)能電池。