北大教授参与InP纳米线太阳电池研究

瑞典隆德大学研制出了效率达到13.8%的磷化铟（InP）纳米线太阳电池，已经达到与平板InP电池相近的水平。根据北京大学消息，该校物理电子学研究所“千人计划”教授徐洪起与瑞典、德国的科学家共同参与了这一研究合作，在采用外延生长III-V族半导体纳米线技术制作高性能光伏器件的研究上获得重要进展。

该研究成果以InP纳米线阵列作为核心光伏器件材料，通过优化掺杂工艺和结构设计，所制成的原型器件的性能远高于采用相应的InP薄膜技术所制成的光伏器件，且具有用料少、易于向更高性能的多结器件扩展、与当代硅工艺兼容等显著优点。

研究人员在基材上制造了毫米尺寸的纳米线阵列，而这些纳米线的直径仅为180纳米，纳米线覆盖面积仅占基材的12%，但其光电流却占总发电量的71%。尽管采用纳米线结构比表面积较以往增加了30倍，表面复合应该带来一定的电压损失，但开路电压仍高达0.906伏。研究人员表示：“我们的成果第一次向人们证实了使用纳米线制造太阳电池的可能性。纳米线的尺寸对增加光的吸收十分关键，即使差别仅有十几纳米，纳米线的陷光性能也会大大缩水。”

徐洪起教授研究组近年来在研发新型半导体纳米线光伏器件的原理和技术方面做了许多探索工作。特别是他们最近提出的采用外延生长的应变纳米线异质结构的光伏器件制作工艺，获得了国际学术界和工业界的重视。该工艺提出采用应变产生的压电场分离光激发产生的电子和空穴，取代传统光伏器件工艺中为制作p-n结所需的掺杂，从而有望大幅提高光伏器件的转换效率。