量子点太阳能电池

量子点太阳能电池的性能优势

　　量子点的典型尺寸为1至10纳米，包含几个到几十个原子，由于荷电载流子的运动在量子点受到三维的限制，能量发生量子化。量子点具有许多特性，如具有巨电导，可变化的带隙，可变化的光谱吸收性等，这些特性使得量子点太阳能电池可大大提高光电转化率，与目前最流行的多晶硅太阳能电池相比，生产能耗可减少20%，光电效率可增加50%至1倍以上，并降低昂贵的材料费用。

　　太阳能电源、交通领域、通讯/通信领域、石油、海洋、气象领域、家庭灯具电源和光伏电站等，还可以利用其优越的纳米特性与光电功能发展军事用途、建筑物外表（包括玻璃窗及现有的屋顶材料附上一层纳米硅）发电、整部汽车外表发电和衣服发电等。

　　近日，美国圣母大学（University of Notre Dame）一研究小组制备出世界上首例具有多种尺寸量子点的太阳能电池，在TiO2纳米薄膜表面以及纳米管上组装CdSe量子点，吸收光线以后，CdSe向TiO2放射电子，再在传导电极上收集，进而产生光电流。他们研究了2.3～3.7 nm四种不同粒径的量子点，它们在505～580 nm波段上具有不同的吸收峰。研究人员Prashant V. Kamat介绍说，TiO2纳米管上固定CdSe量子点能够形成规整的组装结构，不仅可以使电子有效地传输至电极表面，还能提高电池效率。长度为800 nm的纳米管内外表面均可组装量子点，其传输电子的效率较薄膜高。研究发现，小的量子点能以更快的速度将光子转换为电子，而大的量子点则可以吸收更多的入射光子。3 nm的量子点具有最佳的折中效果，但一并改善转换和吸收效率的工作仍在继续。此外，研究人员还计划下一步将这些量子点按一定的规则组装，从而开发出“彩虹式”太阳电池：电池表面的小量子点吸收蓝光，穿过表面层的红光被内层的大量子点吸收。这有望提高电池的效率至30%以上，而传统的硅电池仅为15～20%。相关研究工作将发表在《美国化学会志》（JACS）上。

提问者：抹茶小婊砸地点：- 浏览次数：8354 提问时间：07-13 04:42

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