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新型光敏纳米粒子材料可同时获得光电最佳性能
新型光敏纳米粒子材料可同时获得光电最佳性能
2014-07-15 16:11:29
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化工资讯网根据相关媒体在近期报道:,一种性能优越的光敏纳米粒子——胶体量子点技术,被来自加拿大的科学人员成功设计出来并进行了较为成功的测试,这种技术具有重要作用,或许将被用于开发性能更好的太阳能电池、气体感应器和红外激光器,以及高性能的红外发光二极管。
胶体量子点基于两种类型的半导体收集阳光:N型(富电子)和P型(乏电子)。但N型半导体材料暴露于空气中时,会与氧原子结合,失去其电子,转变成P型材料。研究小组开发的新型胶体量子点技术,可使N型材料在暴露于空气中时,不与氧结合。同时维持稳定的N型和P型层,不仅能提高光的吸收效率,还打开了同时获得光捕获和电传导最佳性能的新型光电器件的大门,这也意味着可利用新技术开发出更复杂的气象卫星、遥控设备、卫星通信或污染检测仪。
这仅是此项材料创新研究的第一步,利用这种新材料可构建出新的器件结构。与普通硅材料电池相比,胶体量子点材料可在低温下合成,耗能低且工艺简单。这种溶液可处理的无机材料增强了电池的稳定性和便携性。研究发现,碘是兼备高效和空气稳定性的量子点太阳能电池的完美配体。
由于吸收光谱可达红外区域,这种N-P混合型新材料可吸收更多光能,从而使太阳能转换效率最高可达8%。改进性能还仅是这种新型量子点太阳能电池结构的开始,未来这些功能强劲的量子点可与油墨混合,喷涂或印刷到轻薄、柔软的屋面瓦表面,从而大大降低太阳能电力的成本,造福普通民众。胶体量子点太阳能光伏技术在最近10年里已取得飞速发展,太阳能转换效率已从最初的0.1%提高到实验室条件下的10%左右。但要实现该技术的商业化,还需持续改进其绝对性能,或电力转换效率。
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