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胶体量子点太阳能电池转化效率创新纪录

日期:2012-7-31
近日加拿大多伦多大学和沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的科研人员称,借助在胶体量子点(CQD)薄膜领域获得的突破,他们利用低价材料制成了迄今为止效率最高的胶体量子点太阳能电池,转化效率可达7%。这比此前同类电池的转化效率提升了37%,创造了新的世界纪录。相关研究报告发表在近期出版的《自然纳米技术》杂志上。
量子点是纳米尺度的半导体,能基于包括可见光和不可见光在内的全光谱收获电能。与目前缓慢而高昂的半导体生产技术不同,胶体量子点薄膜的制造速度很快,成本也低。这为制造基于灵活、柔性基座的太阳能电池铺平了道路,其与报纸的大量印刷具有异曲同工之妙。
此前,胶体量子点太阳能电池的性能一直被薄膜内纳米粒子较大的内表面面积所制约,而科学家此次通过将有机化学和无机化学相结合,完全覆盖了所有暴露的表面,从而实现了新的突破。
为了提升效率,研究人员需要一种方式能减少电子陷阱的数量,同时确保薄膜十分密实以尽可能地吸收光线,即所谓的“混合钝化处理”解决方案。此次研究的主导者、多伦多大学电子工程系教授泰德?萨金特表示,通过在合成量子点后立即引入小个氯原子,他们能够修补以前无法触及的角落和裂缝,使其不再形成电子陷阱。之后科学家会利用短的有机链来约束薄膜中的量子点,使其更为紧凑。而阿卜杜拉国王科技大学的研究也证明,“混合钝化处理”方式能够打造出内部充满紧凑堆积纳米粒子的最密集的薄膜,这有助于制造出更经济、更高效耐用的太阳能电池。
圈点
量子点太阳能电池应该是当今能源领域最热火的词汇之一。自去年科学家首次研制出这种新型全光谱太阳能转化设备以来,时时传来相关研究取得突破的消息。的确,在人类面临的能源危机面前,最高转化效率高达40%的太阳能电池非常值得期待。虽然高效价廉,但这种新型太阳能电池真正走进应用还有待时日。一项技术研究突破不断,不仅意味着它前景无限,也意味着它离成熟还有不短的一段距离。(来源:科技日报)
 
 

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