压电光电子学效应可增强太阳能电池效率

压电效应是压电材料在应力作用下产生形变时出现的一种内部电势的现象，广泛应用于微机械传感、器件驱动和能源领域。对于氧化锌、氮化镓等半导体材料，由于同时具有压电性和半导体性，压电效应可以改变金属-半导体的界面势垒和p-n结的输运性质，这就是压电电子学。如果器件在源极或漏极中有一端或两端是肖特基接触的，当激光照射在源极或漏极时，由于压电效应、光激发和半导体特性的三相耦合，可以产生一种新的效应，即压电光电子学效应。压电光电子学可以利用压电电场来调控载流子的产生、传输、分离和复合，在发光二极管、光探测和太阳能电池等领域中都有广泛的应用。该效应是佐治亚理工学院王中林教授小组2009年首次发现的.

纳米线太电池在自驱动纳米系统和柔性电子学上有很大的应用前景。对于CdS、ZnO、CdTe等压电半导体材料太阳能电池，其因材料生长，器件制备及应用中引入的应力，会对电池性能产生很大的影响。佐治亚理工学院王中林院士和他的博士后潘曹峰在《纳米快报》(NanoLetters)上报道了一种基于单根单晶外延Cu2S/CdS芯-壳结构纳米线的太阳能电池，并且研究了压电光电子学效应对该太阳能电池性能的调制。当该纳米线太阳能电池受到应力时，纳米光电子学效应能有效提高光生电子-空穴对的分离和传输，电池的性能可提高多达70%。压电光电子学效应提供了一种新的提高太阳能电池，尤其是柔性太阳能电池性能的思路和方法，在自驱动、环境监测，甚至国防科技方面都将有很大的应用前景。