在傳統無機半導體中，晶粒邊界的離子鍵或共價鍵會斷裂形成懸鍵(dangling bond)。這些懸鍵若不加以處理，將大幅影響元件表現。最近，中國與加拿大科學家指出，在新型吸收材料硒化銻(Sb2Se3)中，共價鍵只沿著(Sb4Se6)n鍊方向出現，換言之，只要設法讓該鍊的走向垂直基板，晶粒邊界就可能全無懸鍵。 在矽、砷化鎵(GaAs)、碲化鎘(CdTe)等傳統用來製作太陽電池的材料中，懸鍵會造成復合損失(recombination loss)，使光激發的電荷載子(電子與電洞)還沒形成光電流就復合了。為克服此問題，研究人員採用單晶材料或鈍化晶界上的缺陷，但這些方法不只複雜，還會增提高成本。 最近，由武漢國家光電實驗室的Jiang Tang及多倫多大學的Edward Sargent共同領導的研究團隊發現，拜硒化銻的一維晶格結構所賜，只要材料生長方向控制得當，硒化銻薄膜可以完全排除懸鍵。硒化銻是無毒又便宜的材料，能隙寬度為1.1 eV，非常適合用來吸收太陽中的可見光。 該團隊利用快速又簡單的熱蒸鍍過程，引導Sb4Se6按照期望的方位垂直生長在基板上，如此得到的薄膜太陽電池具有穩定的5.6%元件效率。Tang表示，此研究結果勢將激起產學界對這種全新材料的研究，而相關的1D材料家族如Sb2Se3、SbSeI及Bi2S3也具有光伏應用的潛力。 該團隊目前正努力要將元件效率進一步提高到10%以上。詳見近期的Nature Photonics | doi:10.1038/nphoton.2015.78。 |