纳米线的量子点产生更高的太阳能彩61彩票网电池效率

多年来,科学家们一直在探索使用量子点作为新型太阳能电池的基础。相比传统太阳能光伏电池的优点很多,减去一个方面:效率,这实际上是最重要的一个。麻省理工学院实验室开发的一种新技术,将量子点与纳米线结合使用,可以显着提高效率,希望有时它们可​​以变得足够可行,可以进入大规模生产,成为当前太阳能捕获技术的合理替代品。

量子点是一种物质的粒子,其数量很小,以至于电子的添加或去除以某种有用的方式改变其性质。当然,所有原子都是量子点,但多分子组合也可以具有这种特性。一段时间以来,量子点一直是太阳能领域研究的主题,因为科学家一直有兴趣将它们用作吸收光伏材料,而不是最常用的散装材料硅。

量子点极具吸引力的是它们的宽范围能带隙,使它们能够在比传统器件更宽的波长范围内吸收光。此外,如果经证实有效的基于量子点的太阳能电池将比传统解决方案具有显着的物流和经济优势,因为它们可以在室温下制造,从而节省大量能源(转化为花费更少的钱并且对环境造成的伤害更小))通常会用于硅和其他PV材料的高温处理。此外,量子点可以由几乎任何不需要大量纯化的材料制成,就像硅一样。量子点PV电池也可以应用于几乎任何类型的表面,如衣服或刚性屋顶等柔性。不久之前,我们提到了一种漂亮的量子点涂料,它可以用来将任何一种表面转变成可以工作的太阳能电池。

新一代太阳能电池?

ZnO纳米线的垂直阵列可以解耦光吸收从PbS量子点太阳能电池中的载流子收集,并将功率转换效率提高35%。得到的有序体异质结器件实现了短于20mAcm-2的短路电流密度和高达4.9%的效率。(c)麻省理工学院

如果量子点光伏电池如此敬畏一些,我们为什么不听到更多关于它们?他们为什么不到处都是?简短的回答是因为他们在转移能量方面真的很差。效率范围最好在2-3%的范围内。

这是由于太阳能电池为了提高效率而需要的一种矛盾结构,即:吸收层需要足够薄以允许从太​​阳能吸收的带电粒子直接通过带走彩61彩票网电流的导线,但它需要足够厚以有效地吸收光。所以你在一个地方变得更好,但却发现你的另一个变得更糟。正是由于这种差异,研究人员通常会在设计他们的设备时转向权衡。

麻省理工学院电气工程与计算机科学系(EECS)的博士生JoelJean是最近发表的论文的第一作者。在“先进材料”杂志中,采用一种新技术通过使用纳米线来提高量子点光伏电池的效率-极细的电线具有奇妙的长宽比,通过比一缕头发细2000倍的电线传导电力。(责任编辑:彩61彩票网)

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