南昌大学团队实现应变梯度对太阳能电池光伏性能的调控

近日，南昌大学物理与材料学院舒龙龙教授团队的最新研究成果以“应变梯度对光伏效率的调制”为题在《细胞》旗下物理与材料方向子刊《Matter》上在线发表。

挠曲电是指材料受到非均匀应力作用后而表现出电极性的物理现象。由于非均匀应力可以破坏高对称材料的晶格宏观对称性，因此挠曲电对材料的对称性没有特殊要求，任意对称性的绝缘体和半导体都可以具有挠曲电性。作为功能材料领域的新概念，学界对于挠曲电的认识相对不足，其相关理论探索、材料设计以及应用创新均较为匮乏。

舒龙龙介绍，团队以成果“挠曲电理论与材料设计”为基础，进一步将挠曲电从理论和材料研究拓展到应用领域。研究团队以传统界面钙钛矿太阳能电池为研究对象，通过引入非均匀应力将挠曲体光伏效应和传统界面光伏效应相结合，实现了对太阳能电池光伏效率的调控（提升幅度可达到15%以上）。更进一步，研究团队利用压电力显微镜探针对微晶太阳能电池施加应力实现量级达到107m-1的应变梯度，证实在微纳尺度下挠曲体光伏效应的光伏效率与界面光伏效应相当。该研究表明：发展挠曲体光伏效应有望突破当前太阳能电池光伏效率的性能瓶颈。