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量子点新方法制造低成本太阳能电池

发布时间:2020-06-30 16:51:08 阅读: 来源:铡草机厂家

太阳能发电必须具备更高的效率和更低的成本才能与化石燃料发电相抗衡。目前硅基太阳能电池的太阳能领域的主导技术,但其高成本阻碍了硅基太阳能电池的广泛应用。使用无机纳米晶体或量子点的太阳能电池成本更低,但其转化效率又不够高。以色列理工学院的研究人员研究出了一种在量子点中生成电场的新方法,更适合用来制作高能效的纳米晶体太阳能电池。

在Nature Materials 10月9日发行的报告中,以色列理工学院的Nir Tessler教授及同事描述了他们是如何调整量子点的电气性能,然后在太阳能电池模型中测试其性能的。

量子点是一种尺寸极小的半导体纳米颗粒,所以基于量子力学的考量,能存在于量子点中的电子能量是很有限的。由量子点的尺寸所决定的能量水平反过来也决定了能隙。通过控制量子点尺寸,就可以方便地调节能隙宽度,而不用改变材料或制作工艺。量子点太阳能电池是太阳能电池研究的一个新兴领域,使用了量子点作为光伏材料,而不是硅、CIGS或CdTe。

鉴于其特别的电子特性,纳米晶体或量子点是一种很有前景的用于低成本高效率太阳能电池制作的材料,Tessler说。量子点的尺寸与其光吸收性紧密相关,所以通过改变量子点的尺寸就能提高其在太阳能电池中的光吸收率。

但是,量子点必须有效地共享电子,这一直是很难控制的。以色列理工学院的研究发明了一个新方法将电荷带入量子点中。

Tessler及同事通过使用两种不同的有机分子包裹量子点,从而在量子点中生成强大的电场。

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