当今社会能源问题日益严峻，清洁再生的太阳能被人们所利用，而如何高效地利用太阳能成为当务之急。氧化物半导体在太阳能存储和转换中发挥着重要作用，在光伏材料当中占有一定的地位。其中ZnO由于原料丰富，高的电子迁移率以及环境友好性受到了广泛的研究。但是ZnO的禁带宽度较大，只能吸收紫外光部分，不能充分利用太阳光谱，且电子-空穴快速的复合导致光电转换效率比较低，严重地限制实际的应用。
许小红课题组设计并制备贵金属Ag纳米颗粒修饰半导体ZnO薄膜，发现随着嵌入Ag纳米颗粒层数的增加，ZnO/Ag纳米薄膜的光电转化效率逐渐增强。将Ag生长在表面，构成具有天线结构的 ZnO/Ag 三维纳米薄膜，其光电转化效率可大幅度增强，这主要是归功于中层间Ag纳米颗粒的耦合增强作用和表面天线Ag纳米颗粒对能量聚焦作用之间的相互协同促进。贵金属Ag纳米颗粒在可见光波段能产生强的局域表面等离激元共振效应，拓宽了对太阳光谱的利用；高浓度的Ag纳米颗粒所产生的热电子可以注入到ZnO半导体的导带，增加了体系的载流子浓度，并且可以促进电子-空穴对的快速分离，因而大幅度提高了光电转换效率。该设计提供了一种高效利用太阳能且大幅提高光电转换效率的途径。该研究成果发表在Nano Research, 11, 1, 520-529(2017)。期刊影响因子为：7.354, 该论文第一作者为硕士研究生闫丽娟。
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| 图 ZnO/Ag纳米薄膜TEM截面图及其光电转换效率 |
