南昌大學團隊實現應變梯度對太陽能電池光伏性能的調控

近日，南昌大學物理與材料學院舒龍龍教授團隊的最新研究成果以“應變梯度對光伏效率的調制”為題在《細胞》旗下物理與材料方向子刊《Matter》上在線發表。

撓曲電是指材料受到非均勻應力作用后而表現出電極性的物理現象。由于非均勻應力可以破壞高對稱材料的晶格宏觀對稱性，因此撓曲電對材料的對稱性沒有特殊要求，任意對稱性的絕緣體和半導體都可以具有撓曲電性。作為功能材料領域的新概念，學界對于撓曲電的認識相對不足，其相關理論探索、材料設計以及應用創新均較為匱乏。

舒龍龍介紹，團隊以成果“撓曲電理論與材料設計”為基礎，進一步將撓曲電從理論和材料研究拓展到應用領域。研究團隊以傳統界面鈣鈦礦太陽能電池為研究對象，通過引入非均勻應力將撓曲體光伏效應和傳統界面光伏效應相結合，實現了對太陽能電池光伏效率的調控（提升幅度可達到15%以上）。更進一步，研究團隊利用壓電力顯微鏡探針對微晶太陽能電池施加應力實現量級達到107m-1的應變梯度，證實在微納尺度下撓曲體光伏效應的光伏效率與界面光伏效應相當。該研究表明：發展撓曲體光伏效應有望突破當前太陽能電池光伏效率的性能瓶頸。