北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院在薄膜太陽(yáng)電池及材料領(lǐng)域領(lǐng)域持續(xù)發(fā)表高水準(zhǔn)文章，包括Nano Lett.，Appl. Phys. Lett.等，同時(shí)申請(qǐng)了多項(xiàng)核心專利。最近在化學(xué)類雜志Chem. Comm.《化學(xué)通訊》上發(fā)表了研究成果，并被選為最新一期的正封面（DOI: 10.1039/c6cc04299f）。Chem. Comm.是化學(xué)領(lǐng)域具影響力的Nature Index期刊之一，其影響因子為6.567。
圖一
圖1. 論文的封面設(shè)計(jì)采用中國(guó)水墨畫風(fēng)格，河流代表勢(shì)壘，橋代表導(dǎo)電通道，橋的構(gòu)成包括金屬Cu（橋匾提示）與混合p型半導(dǎo)體（CuAlO2和Cu2O晶格在橋左端）。船在水面產(chǎn)生的漣漪自然給出電池結(jié)構(gòu)分層。左上角題跋“南國(guó)燕園”代表了我們的校區(qū)。
碲化鎘（CdTe）太陽(yáng)電池是目前商業(yè)化最成功的太陽(yáng)電池，仍然有很大的提升空間。CdTe材料高功函數(shù)的自然屬性使得難以與其他材料構(gòu)成歐姆接觸，而且CdTe的自補(bǔ)償效應(yīng)又難以提高摻雜濃度，這是制約CdTe太陽(yáng)電池提高效率的關(guān)鍵點(diǎn)。Cu元素在CdTe電池背接觸可以有效地形成重?fù)絽^(qū)，構(gòu)成隧穿電流通道，從而解決了CdTe材料高勢(shì)壘的自然屬性難以構(gòu)成連續(xù)導(dǎo)電通道的難題。但是，Cu擴(kuò)散在電池中又可能破壞電池的光電功能結(jié)構(gòu)。北京大學(xué)深圳研究生院新材料學(xué)院潘鋒課題組發(fā)現(xiàn)了超薄Al2O3（1-3 nm）可以與Cu反應(yīng)結(jié)合形成p型CuAlO2和Cu2O混合化合物半導(dǎo)體，除了在短距離內(nèi)（~1 nm）具有良好的天然導(dǎo)電性、減少背接觸的電荷界面復(fù)合，還可以有效地控制Cu的擴(kuò)散量。通過(guò)構(gòu)成Cu金屬與p型混合半導(dǎo)體的高導(dǎo)電電荷通道，同時(shí)p型混合半導(dǎo)體阻擋了Cu的深度擴(kuò)散，從而解決了背接觸的矛盾點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了電池轉(zhuǎn)換效率的提高。更為重要的是，該成果可以無(wú)縫對(duì)接到成熟的CdTe太陽(yáng)電池生產(chǎn)工藝。
圖2： 具有新型P-型與金屬導(dǎo)電雙功能背電極的CdTe薄膜太陽(yáng)能電池
潘鋒教授課題組的碩士林欽賢（2016年優(yōu)秀畢業(yè)生），博士后蘇彥濤和博士后張明建是本文共同一作，梁軍副教授與潘鋒教授是共同通訊作者。
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Qinxian Lin, Yantao Su, Mingjian Zhang, Xiaoyang Yang, Yuan Sheng, Jiangtao Hu, Yuan Lin, Jun Liang*, and Feng Pan*, Novel p-type and metallic dual-functional Cu-Al2O3 ultra-thin layer for the back electrode enabling high performance of thin film solar cells, Chem. Comm., 52, 10708--10711, 2016.
