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膠體量子點太陽能電池轉化效率創新紀錄

日期:2012-7-31
近日加拿大多倫多大學和沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學的科研人員稱,借助在膠體量子點(CQD)薄膜領域獲得的突破,他們利用低價材料制成了迄今為止效率最高的膠體量子點太陽能電池,轉化效率可達7%。這比此前同類電池的轉化效率提升了37%,創造了新的世界紀錄。相關研究報告發表在近期出版的《自然納米技術》雜志上。
量子點是納米尺度的半導體,能基于包括可見光和不可見光在內的全光譜收獲電能。與目前緩慢而高昂的半導體生產技術不同,膠體量子點薄膜的制造速度很快,成本也低。這為制造基于靈活、柔性基座的太陽能電池鋪平了道路,其與報紙的大量印刷具有異曲同工之妙。
此前,膠體量子點太陽能電池的性能一直被薄膜內納米粒子較大的內表面面積所制約,而科學家此次通過將有機化學和無機化學相結合,完全覆蓋了所有暴露的表面,從而實現了新的突破。
為了提升效率,研究人員需要一種方式能減少電子陷阱的數量,同時確保薄膜十分密實以盡可能地吸收光線,即所謂的“混合鈍化處理”解決方案。此次研究的主導者、多倫多大學電子工程系教授泰德?薩金特表示,通過在合成量子點后立即引入小個氯原子,他們能夠修補以前無法觸及的角落和裂縫,使其不再形成電子陷阱。之后科學家會利用短的有機鏈來約束薄膜中的量子點,使其更為緊湊。而阿卜杜拉國王科技大學的研究也證明,“混合鈍化處理”方式能夠打造出內部充滿緊湊堆積納米粒子的最密集的薄膜,這有助于制造出更經濟、更高效耐用的太陽能電池。
圈點
量子點太陽能電池應該是當今能源領域最熱火的詞匯之一。自去年科學家首次研制出這種新型全光譜太陽能轉化設備以來,時時傳來相關研究取得突破的消息。的確,在人類面臨的能源危機面前,最高轉化效率高達40%的太陽能電池非常值得期待。雖然高效價廉,但這種新型太陽能電池真正走進應用還有待時日。一項技術研究突破不斷,不僅意味著它前景無限,也意味著它離成熟還有不短的一段距離。(來源:科技日報)
 
 

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