【中玻網(wǎng)】近年來(lái)，新技術(shù)、新結構和新材料體系的大量引入，光伏器件呈現愈加復雜的多學(xué)科結合特征，給掌握其核心原理、有效設計和控制器件工作過(guò)程帶來(lái)挑戰。
　　
　　然而，長(cháng)久以來(lái)，光伏器件的設計限于純光學(xué)預測或稍進(jìn)一步的低維載流子動(dòng)力學(xué)層面。這對于未來(lái)主流的具備三維強空間特征的微納光伏器件而言，顯然難以準確反映器件實(shí)際工作情況。
　　
　　蘇州大學(xué)光電信息科學(xué)與工程學(xué)院李孝峰教授近年來(lái)專(zhuān)注于微納光伏技術(shù)的研究，取得了豐碩的成果，尤其在光伏器件高精度光電模仿方面形成特色。他于2011年率先報道基于頻域和三維空間的表面等離子太陽(yáng)電池光電模仿模型。該模型引入光學(xué)、半導體材料和電動(dòng)力學(xué)等機制，通過(guò)在頻域和三維空間中開(kāi)展電磁學(xué)和載流子輸運/復合耦合運算，彌補了此類(lèi)器件僅有于光學(xué)和低維電學(xué)處理的缺點(diǎn)，大幅提高了模仿對實(shí)驗的指導作用。除獲得一體的光電性能宏觀(guān)指標外，該工作還可深入到器件頻域和三維空間內部，獲得詳細的光學(xué)電學(xué)微觀(guān)參量信息，為深入解讀器件工作過(guò)程、探索基本科學(xué)原理、有針對的進(jìn)行器件控制和優(yōu)化設計提供指導信息。
　　
　　在單納米線(xiàn)光電轉換器件方面，李孝峰課題組成功實(shí)現了單納米線(xiàn)太陽(yáng)電池的二維和三維光電設計，提出多種可實(shí)現硅基、砷化鎵異質(zhì)結以及復雜微納結構單納米線(xiàn)太陽(yáng)電池的光電性能優(yōu)化設計方案。對于納米結構太陽(yáng)電池而言，載流子復合電流過(guò)大是制約器件性能的重要因素。該機制屬于電學(xué)范疇，需要高精度的三維電學(xué)模仿才能獲得準確的信息。李孝峰帶領(lǐng)團隊博士生對納米線(xiàn)和納米孔陣列太陽(yáng)電池的量子效率譜和載流子復合電流做了深入研究，量化了不同半導體摻雜和器件結構下載流子復合引起的光電流損失，為此類(lèi)納米結構太陽(yáng)電池的設計制造提供了詳細信息。此外，為提升太陽(yáng)電池的光收集能力，他們提出一系列先進(jìn)微納陷光結構設計，幫助提升薄膜光伏器件的光吸收和光電轉換性能。
　　
　　近期，該課題組在其光電模仿模型的基礎上，引入太陽(yáng)電池的熱動(dòng)力學(xué)機制，從而實(shí)現光、電、熱三個(gè)層面的器件模擬。目前，該工作已獲階段性進(jìn)展。由于太陽(yáng)電池是典型的光電熱器件，能夠一體反映器件光電熱響應的先進(jìn)模仿技術(shù)對于光伏器件的研究和開(kāi)發(fā)意義重大。目前，高維空間下光伏器件的嚴格光電熱復合模仿技術(shù)是一項挑戰，國內外研究同行以及光伏產(chǎn)業(yè)界對此需求迫切。李孝峰課題組在該領(lǐng)域積累多年，未來(lái)將不斷深入相關(guān)研究，為我國光伏領(lǐng)域的基礎研究、器件設計和產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻力量。