北京大學信息科學技術學院博士研究生楊雷靜與王勝副研究員（yuán）作為共同第一（yī）作者所撰（zhuàn）寫的論（lùn）文Efficient photovoltage multiplication in carbon nanotubes，於2011年11月1日在《自然》子刊《自然?光子（zǐ）學》(Nature Photonics, 2011, 5, PP.672-676)上發表。該論文報道（dào）了碳納米（mǐ）管光電器（qì）件研究的重要突破，也是電子學（xué）係彭練矛教授研究（jiū）組在碳納米管（guǎn）器件研究領域所取得的最新進展。

　　在地球資源日益匱乏的今（jīn）天，太陽能作為重要的替代能源具有很多（duō）不可（kě）超（chāo）越的優勢。基（jī）於納米尺度新材料（liào）的太陽能光伏器件研究是當前國際太（tài）陽能光（guāng）伏（fú）領域研究的熱（rè）點。碳納米管是直接帶隙（xì）材料，一直被認為（wéi）可能在構建下（xià）一代太陽能電池中發揮重要影響。並且，半導體的單壁碳管具有獨（dú）特的能帶結構，以及很好的紫外到近紅外的寬譜光吸收特（tè）性，可以充分地（dì）吸收利用太陽光。先前的研究已證明，碳管材料構（gòu）建的光伏器件具有光生載流子倍增效應，利用這種效應構建（jiàn）的太陽能電池可能超越理論上預計的單個太陽能電池效率極限。但是大多數典型半（bàn）導體碳管器件的光電壓一般小於0.2V，對於實際應用而言小得難以滿足需要。如（rú）何非（fēi）常高效地級聯碳管太陽能電池以獲得高的光電壓輸出，就成為碳管光伏器件領域富有挑（tiāo）戰性的工（gōng）作之一。

　　題圖為碳管級聯太陽能電池模塊示意圖

　　彭練矛研究組提出采用虛電極對接觸方法，無需傳（chuán）統的摻雜（zá）工藝即可有效地使器件的光（guāng）電壓產生倍增（zēng），具體說來，在一根10μm長的碳管上級聯5個電池單元，就可以獲得大於1V的光電（diàn）壓。這項工作是在彭練矛研究（jiū）組一係列前（qián）期研究的基礎上實現（xiàn）的。2008年，研究組提出采用非對稱接觸電極的方法實現無需摻雜製備碳納米管二極管，研究結果發表在（zài）《先進材料》(Advanced Materials, 2008, 20, 3258)上。 在此（cǐ）基礎上，采用近乎同樣但經過改進的工藝，又於今年實現了第一個真正意義上的碳管紅外發光（guāng）二極管（guǎn）(LED)，其研究論文（wén）發表在《納米（mǐ）快訊》(Nano Letters, 2011, 11, 23)上。

　　這項研究得到了國家重大科（kē）學（xué）研（yán）究計（jì）劃和國家自然科學基金委員會的資助。