膠體量子點(diǎn)：提高下一代太陽(yáng)能電池技術(shù)效率

2011-09-19 14:09

　�。ㄗg/Laven）來(lái)自多倫多大學(xué)、阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)和賓州州立大學(xué)的研究人員共同研發(fā)出了基于膠體量子點(diǎn)（CQD）的轉(zhuǎn)換效率最高的太陽(yáng)能電池。

　　這項(xiàng)成果發(fā)表在Nature Materials的最新一期。

　　量子點(diǎn)是一種可以吸收光然后將光轉(zhuǎn)化成能源的半導(dǎo)體納米粒子。這些粒子可以噴涂到各種表面，包括塑料。這使得太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)成本更低且更耐用。

　　在多倫多大學(xué)舉行加拿大納米技術(shù)研究講座的Ted Sargent教授表示：“我們研究出了如何將這種鈍化材料壓縮至最小。”

　　這個(gè)領(lǐng)域面臨的一個(gè)重要挑戰(zhàn)是如何在便利和性能間達(dá)到平衡。理想的設(shè)計(jì)是，將量子點(diǎn)緊緊地結(jié)合在一起。量子點(diǎn)間的距離越大，轉(zhuǎn)化效率越低。

　　但量子點(diǎn)的表面通常覆蓋了一層有機(jī)分子，厚度在一兩毫微米左右，這對(duì)納米級(jí)的設(shè)計(jì)而言，體積太大了。而有機(jī)分子又是形成膠體的重要成分，這就使得量子點(diǎn)被噴涂在其他表面上。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，研究人員想到了用無(wú)機(jī)配體將量子點(diǎn)結(jié)合在一起，而占的空間更小。這樣可以同樣實(shí)現(xiàn)膠體特性，卻不需要使用體積較大的有機(jī)分子。

　　該研究團(tuán)隊(duì)展示了膠體量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池的最大電流和最高轉(zhuǎn)換效率。這些性能得到了美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室所認(rèn)可的外部實(shí)驗(yàn)室Newport的證實(shí)。

　　這項(xiàng)研究證明了無(wú)機(jī)配體在構(gòu)造實(shí)際器件中的作用，這種表面化學(xué)有助于開(kāi)發(fā)高效穩(wěn)定的量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池，也會(huì)對(duì)其它利用膠體納米晶的電子和光電器件產(chǎn)生影響，芝加哥大學(xué)的Dmitri Talapin教授表示。

　　基于這項(xiàng)研究成果，多倫多大學(xué)和阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)達(dá)成了一項(xiàng)技術(shù)授權(quán)協(xié)議，MaRS Innovations為中間人，這將使這項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全球商業(yè)化。

膠體量子點(diǎn)下一代太陽(yáng)能電池轉(zhuǎn)換效率