对于纤锌矿ZnO和GaN等为代表的第三代半导体，由于其非中心对称的结构特点，在特定方向上受到形变时会产生压电势和压电极化电荷。基于半导体特性、压电特性和光激发过程的压电光电子学效应，可以有效地促进载流子的产生、输运、分离或抑制载流子复合，从而显著地提高光电器件（如发光二激管、光探测器、光电开关等）的性能。该效应普遍存在于第三代半导体中，甚至也存在于二维材料和钙钛矿材料中，并激发了越来越多世界范围内研究学者的兴趣。　

为了减少碳排放和保护大气环境，人们急需寻找绿色可再生能源技术。光伏技术就是很好的方法，光管理和载流子管理是提高太阳能电池性能的两种主要途径。近年来，研究人员证明了在压电光电子学效应的帮助下，太阳能电池的性能可以得到有效增强，这得益于压电纳米材料对光吸收的有效促进以及压电势、压电极化电荷对载流子输运性能的有效增强。

近日，中国科学院北京纳米能源与系统研究所的朱来攀副研究员在《先进功能材料》杂志上发表特邀综述，总结了压电光电子学效应增强太阳能电池光电转换效率的最新研究进展, 这项工作不仅全面报道了近年来通过压电光电子学效应改善太阳能电池器件的理论和实验工作，还为未来设计制备高性能太阳能电池器件提供了新的研究思路。

论文简要介绍了利用压电光电子学效应改进光伏技术的最新进展：首先，介绍了压电光电子学效应在几种典型太阳能电池中提高性能的基本原理；然后，从理论和实验两个方面综述了基于不同维度压电纳米材料的压电光电子学效应增强太阳能电池的最新研究成果，并介绍了各种方法的优点和科学意义；最后进行了简要总结，并提出了一些客观的评论。文章主要内容如下：

（一）压电光电子学的基本理论：①压电现象、压电电势、压电光电子学的介绍；②压电光电子学效应涉及的材料体系；③金属半导体界面的压电光电子学效应；④P-N结的压电光电子学效应；⑤太阳能电池中压电光电中学效应的基本分析方法。

（二）压电光电子学效应对不同纳米尺度太阳能电池性能影响的理论研究：①压电光电子学效应增强量子点太阳能电池的理论研究；②压电光电子学效应增强不同类型纳米线太阳能电池的理论研究；③压电光电子学效应增强基于二维过渡金属硫化物太阳能电池的理论研究；④压电光电子学效应增强薄膜太阳能电池的理论研究。

（三）压电光电子学效应对上述不同纳米尺度太阳能电池性能影响的实验研究。

在文章的最后作者还对不具备压电效应的太阳能电池的发展提出了自己的见解，即可以在太阳能电池材料表层生长一层透明的氧化锌纳米结构，借助这一结构的压电效应可以调节太阳能电池的能带结构，从而改善器件性能。对于柔性的效率较低的压电太阳能电池，它们在曲面建筑物、柔性电子器件、柔性功率源等领域有潜在的应用价值；对于高效率压电太阳能电池，它们有希望做成大面积能源转换器件并连入国家电网。值得一提的是，压电氧化锌纳米结构可在任意基底表面生长，且具有成本低、可大量制备、生物相容性好、环境友好等诸多优点，为商业化太阳能电池的发展指明了新的研究方向。

图文导读：

压电光电子学效应在不同维度纳米结构太阳能电池中的应用

中国科学院北京纳米能源与系统研究所是由中国科学院和北京市联合共建的科研机构，2018年被列入北京市新型研发机构。本研究得到国家重点研发项目、国家自然科学基金、北京市科委、北京市自然科学基金的经费支持。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adfm.201808214