有机/无机复合半导体材料是一种新型人工合成材料,兼具有机、无机半导体材料的优点,在性能上实现优势协同与功能互补,受到材料、物理、化学、信息、能源等领域的广泛关注,已应用于新型太阳电池的研制。针对大失配材料的复合原理与构筑技术、光吸收、体异质结的光电转换过程与电荷输运、低成本全固态纳米结构薄膜太阳电池设计与研制等问题,开展了深入的研究工作。光生激子的产生、解离效率均决定太阳电池的性能,我们提出分离后的载流子输运是目前阶段限制复合体异质结太阳电池性能的瓶颈因素,从不同的物理过程研究给出了影响规律及改善方法。提出体异质结结构中内建电场的局域化与方向性问题,这涉及光生载流子再复合及其向收集电极的输运过程、输运驱动力等,是体异质结太阳电池中的重大科学问题。提出在体异质结中引入金属等离激元,增强有源层的光吸收,等离激元属于近场作用,导致其增强光吸收效应是局域化的,而体异质结结构充分发挥了等离激元的近场增强作用。系统地给出了有机/无机复合材料构筑,复合界面结构与控制,不同材料、结构设计、制备工艺等对体异质结太阳电池性能的影响,为体异质结材料及其器件研究提供了丰富的数据积累和理论探索。
英文主题词hybrid semiconductor;low dimensional;interface physical;bulk heterojunction;solar cell