光电材料是一类具有特殊光学和电学性质的功能材料,其核心能力在于实现光能与电能的相互转换,例如将太阳光转化为电能(光伏效应),或将电能转化为光能(如LED发光)。这类材料通常具备以下特性:
高导电性与光学透明度:确保能量高效传输(如氧化铟锡用于透明电极)。
光敏或电致发光效应:例如半导体材料在光照下产生电子-空穴对(光伏材料),或通电后释放光子(激光材料)。
可调控的能带结构:通过材料设计(如掺杂、异质结)优化光电转换效率。
光电材料可分为两大类:一类是基于半导体材料的光电材料,如硅、锗等元素半导体,以及砷化镓、磷化铟等化合物半导体;另一类是基于有机材料的光电材料,如有机光伏材料、有机光导材料等。这两类材料在光电转换效率、稳定性、制造成本等方面各有优劣,适用于不同的应用场景。