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新型胶体量子点太阳能电池效率达7%

导读: 近日,多伦多大学和阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的科研人员在胶体量子点(CQD)薄膜的研发方面获得重要突破,胶体量子点太阳能电池的效率创造了新纪录,达7%。他们的成果发表在了《自然纳米技术》杂志上。

  近日,多伦多大学和阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的科研人员在胶体量子点(CQD)薄膜的研发方面获得重要突破,胶体量子点太阳能电池的效率创造了新纪录,达7%。他们的成果发表在了《自然纳米技术》杂志上。

  该团队由多伦多大学工程系教授Ted Sargent领导,使用廉价材料做成的太阳能电池,其7%的效率被认证创造了世界记录。

  “在以前,胶体量子点太阳能电池受制于薄膜内部大的内部表面积,这使得其发电比较困难,”该论文的合著者Susanna Thon博士说“我们的突破是综合使用有机和无机化学,来完全覆盖暴露的表面积。”

  量子点是尺寸仅有几纳米的半导体,可以用来从整个太阳光谱中收集电能,包括有形和无形的波长范围的光。和目前的增长缓慢和昂贵的半导体技术不一样,CQD可以以低成本快速制造出来,这类似于油漆或墨水。该研究表明,太阳能电池可以制作在柔性基板上,这和报纸快速大量印刷是一样的方式。

  该电池比以往认证的电池效率提升了37%。为提高效率,科研人员需要一种方法,既可以缩减和较差表面质量相关的电子“陷阱”数量,同时也可以确保薄膜足够稠密来尽可能地吸收更多的光。该方案叫做“混合钝化”方案。

  “通过在合成点以后立即引入氯原子,我们可以去修补以前遥不可及的、可导致电子、‘陷阱’的角落和缝隙”,博士生和该论文主要的合著者Alex Ip说。“接下来我们通过使用短的有机团来绑定薄膜中的量子点。”

  阿卜杜拉国王科技大学Aram Amassian教授领导的研究工作表明,为了得到密集的薄膜,有机配体交换是必要的。

  KAUST使用最先进的亚纳米分辨率同步方法来识别薄膜的结构,并且证明混合钝化方法可以制得包含紧密纳米粒子的密集薄膜。

  该成果为进一步的研究和电池效率的提高打通了很多道路,这给可靠的、低成本的太阳能提供了一个光明的未来。

  Sargent教授说,“我们的世界迫切需要创新的、高效率的方法将丰富的太阳能转换为可用的电能。该成果表明,胶体量子点内的丰富的材料界面可以通过健康的方式所掌握,证明了低成本和稳定高效率可以同时达到。”

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