《表面電漿共振增強的新型高效太陽能電池》是依託北京大學，由郭雪峰擔任負責人的重大研究計畫。
基本介紹
- 中文名：表面電漿共振增強的新型高效太陽能電池
- 項目負責人：郭雪峰
- 依託單位：北京大學
- 項目類別：重大研究計畫
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目目的在於發展表面電漿共振增強的新型太陽能電池，以期提高其光電轉換效率，降低成本，增強其實用性。表面電漿共振、共振能量轉移、內發射等物理原理可以實現對光、能量和光生載流子的調控。石墨烯、量子點、半導體納米線等新材料的發現和電子束刻蝕等新技術的套用為將這些物理原理套用到太陽能電池中提供了新的機遇。本研究項目基於實驗室所具有的材料製備工藝和器件加工基礎，利用內發射和共振能量轉移原理將表面電漿共振增強效應套用到新型太陽能電池設計中，用場效應器件探索其中有關共振增強、能量傳輸、界面電荷注入的規律，構建電漿共振增強石墨烯基內發射太陽能電池、電漿共振增強內發射/肖特基疊層太陽能電池、電漿共振增強共振能量轉移的有機無機雜合太陽能電池等新型太陽能電池體系。本項目可為發展新型太陽能電池提供新的思路。
結題摘要
本研究項目利用內發射和共振能量轉移原理將表面電漿共振增強效應套用到新型太陽能電池設計中，構建電漿共振增強石墨烯基內發射太陽能電池、電漿共振增強內發射/肖特基疊層太陽能電池、電漿共振增強共振能量轉移的有機無機雜合太陽能電池等新型太陽能電池體系。2014-2016年開展的主要研究內容如下：（1）提出了光電轉換新機制—同向傳輸選擇性電子隧穿，建立了新型太陽能電池新模型；（2）在半導體層/介電層界面構築了熱電子選擇性隧穿勢壘，實現了光對電晶體界面能級的調控，製備了光寫入/電擦除的非揮發性存儲器件；（3）率先從實驗角度出發揭示了光增益與電極間距、工作電壓之間的理論關係。發表SCI學術論文13篇，其中影響因子大於8的論文10篇，包括Science 1篇、Chem. Rev. 1篇、Acc. Chem. Res. 1篇、Nano Lett. 1篇、Adv. Mater. 1篇、ACS Nano 1篇、Adv. Energy Mater. 1篇、Nano Energy 1篇等。申請專利1項，批准專利1項。這些研究大大簡化了傳統染敏太陽能電池的結構，具有結構簡單、光電轉化效率高、材料選擇自由多樣，製備價格低廉等優點，預計在未來的太陽能利用領域有著巨大套用潛力。
