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[交流] 《自然·材料》：空氣中穩(wěn)定、效率達(dá)8.55%的量子點(diǎn)太陽能電池

可彎曲、造價(jià)便宜、大尺寸且重量輕的太陽能電池通常難以制造，由于它們在制作過程中需要處在高溫或惰性氣氛下，并且短時(shí)間暴露在空氣中就容易降解。不過麻省理工學(xué)院的研究人員已經(jīng)找到了一種新方法，使用超薄量子點(diǎn)涂層制造太陽能電池可以避免這些麻煩，并且這種電池在室溫中也很穩(wěn)定。更重要的是使用該技術(shù)的太陽能面板有8.55%的超高轉(zhuǎn)化率。

　　這項(xiàng)新研究是Moungi G. Bawendi領(lǐng)導(dǎo)的小組在Lester Wolfe的研究基礎(chǔ)上進(jìn)行的，研究人員將量子點(diǎn)精準(zhǔn)均勻地分布在一層薄膜中。這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢在于制備過程不需要惰性氣氛或者高溫以得到有源器件層，而且該新型太陽能電池置于空氣中5個(gè)多月沒有發(fā)生降解。相關(guān)研究成果在線發(fā)表在《自然·材料》上（Nat. Mater., 2014, DOI: 10.1038/nmat3984）。

　　盡管這種電池的能效仍低于大多數(shù)傳統(tǒng)太陽能電池，不過憑借其8.55%的光能轉(zhuǎn)化率，作為新興技術(shù)在太陽能電池領(lǐng)域已經(jīng)算是巨大的可觀的進(jìn)步。小組成員Bulović表達(dá)了樂觀態(tài)度：“量子點(diǎn)技術(shù)使得電池的每個(gè)單元都能獨(dú)自充分地吸收太陽能，同時(shí)又能集聚起來傳輸能量�！爆F(xiàn)在該電池的瓶頸在于收集太陽能之后向電力轉(zhuǎn)化的環(huán)節(jié)。此小組表示，這項(xiàng)技術(shù)僅開發(fā)了四年就達(dá)到目前的效果，并且擁有比傳統(tǒng)太陽能電池大得多的潛力，對其實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的前景值得期許。

　　另外， 5月份ACS Nano雜志在線刊登了麻省理工學(xué)院Jeffrey Grossman和Bulović等人對PbS量子點(diǎn)薄膜太陽能電池的研究（ACS Nano, 2014, DOI: 10.1021/nn500897c）。

　　量子點(diǎn)是準(zhǔn)零維的納米材料，由少量的原子所構(gòu)成。粗略地說，量子點(diǎn)三個(gè)維度的尺寸都在100 nm以下，外觀恰似一極小的點(diǎn)狀物，其內(nèi)部電子在各方向上的運(yùn)動都受到局限，所以量子局限效應(yīng)特別顯著。由于量子局限效應(yīng)會導(dǎo)致類似原子的不連續(xù)電子能階結(jié)構(gòu)，因此量子點(diǎn)又被稱為“人造原子”。

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附件 1 : nmat3984-量子點(diǎn)太陽能電池.pdf

2014-06-20 14:09:33, 821.63 K

附件 2 : nn500897c.pdf

2014-06-20 14:09:38, 2.12 M

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