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昌日太陽能光伏非凡實力創(chuàng)輝煌未來

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  “地球是我們共同的家園”“我們只有一個地球”，從小我們就知道這個道理，而今，隨著城市化進程的不斷加速，樹木被砍伐，田地被掩埋，記憶中的知了也不見了蹤影。取而代之的是高樓林立的大廈，處在二十一世紀的今天，什么都追求“快”的今天，迅速膨脹的垃圾，水污染、土地污染、空氣污染不斷侵蝕著人類的生活空間，有限的能源資源不斷利用將被消耗殆盡。這個時候人們才真正意識到“地球是人類的家園”，保護地球亟不可待。
  就目前而言，太陽能資源可以說是最值得人們關注的資源，只要有陽光，就可以利用太陽能發(fā)電。太陽能電池組件所產(chǎn)生的電力便可以為一個家庭或整個城市供電。太陽能電力還可以解決全球15億無電人口的用電難題。
  人類抓住了太陽能光伏一根稻草，不斷開發(fā)，源源不斷，太陽能是地球上最豐富的可用能源。實現(xiàn)可觀的碳減排，減少爭端，促進人類發(fā)展，可以說太陽能電力不僅僅是一項可靠的投資，也是更加安全的清潔能源。

【原創(chuàng)文章】

Yang 等人在研究鐵酸鉍 (BFO) 薄膜光伏效應時發(fā)現(xiàn)，BFO 中光生電壓隨著極化方向上疇壁數(shù)量的增加線性增加，垂直于極化方向上則沒有觀察到明顯的光伏效應 ( 圖 2b 和2d)。疇壁理論認為，由于極化強度在垂直于疇壁處會產(chǎn)生一個分量，其在疇壁處產(chǎn)生的電壓為～ 10m V，疇壁寬度約為 2nm，因此極化在疇壁處產(chǎn)生的電場高達5×106V/m，此值遠大于 p-n 結中的內電場，被認為鐵電材料產(chǎn)生反常光伏效應的起源，也是分離光生載流子的主要驅動力。由于鐵電材料中有很多電疇，被極化之后疇與疇之間首尾相連，而疇壁就像串聯(lián)起來的納米級光伏發(fā)電機，光生電壓沿著極化方向逐漸累加起來。這一機制與串聯(lián)的太陽能電池的概念類似，其輸出電壓為每一個單元之和。

如果兩個電極之間的距離越大，則電疇就越多，光照下兩電極之間產(chǎn)生的光生電壓也就越高，這一模型可以很好地解釋反常光伏效應。此外，由于光照下產(chǎn)生連續(xù)的光電流，在一些文獻中則把疇壁當成電流源，總的光生電壓 Voc由光照下鐵電材料的電流密度、電導率和電極之間的距離Jsc決定。與體光伏效應不同的是，疇壁理論將反常光伏效應歸因于疇壁處載流子的激發(fā)，認為在疇壁外光激發(fā)的載流子復合速度很快，可以將體光伏效應忽略。

而 Alexe 等人認為，在 BFO 中電疇內部載流子的復合并沒有預想的快。作者用光電 - 原子力顯微鏡和壓電力原子顯微鏡研究了 BFO 單晶中的光伏效應，發(fā)現(xiàn)在疇壁內部和外部都能觀察到比較大的光生電流，表明在電疇內部載流子的復合是比較弱的。進一步研究發(fā)現(xiàn)，在 BFO 內光生載流子的壽命達 ～ 75μs，與在疇壁處所得到的結果相當。雖然用疇壁理論可以很好地說明反常光伏效應，即光生電壓可以遠大于禁帶寬度，然而，有一些實驗現(xiàn)象僅僅用磁疇壁理論是根本無法解釋的，必須考慮到體光伏效應理論。例如，根據(jù)疇壁模型，由于在疇壁處電勢的降落是極化電荷引起的，因此光電流不依賴于光的偏振方向。然而，研究者們在 BFO 等鐵電材料中觀察到光電流隨著入射光偏振方向的變化而變化的現(xiàn)象，表明鐵電材料反常光伏效應的起源比大家預想的更加復雜。

在鐵電光伏效應中，由于電疇和體效應對光生電流皆有貢獻，因此，如果兩者相長，則光生電流較大，反之，光生電流比較小，這可以解釋為什么在 yang 等人的實驗中平行于疇壁方向沒有觀察到光電流。