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无铅量子点的发光与颜色特性 打造出的太阳电池可达10%效率
 

【CTIMES/SmartAuto 报导】   2020年05月25日 星期一

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美国科学家制作了一种量子点太阳电池,其入射光子━电子的转换效率为85%;据称,该装置还具有优异的缺陷容忍度与无毒成分。

光电协进会综合外电指出,美国Los Alamos国家实验室的一个研究团队声称已开发出一种不含铅或其他有毒元素的量子点太阳能电池,其转换效率在9%至10%之间。科学家将掺杂锌的胶体半导体量子点整合到高度多孔的二氧化??薄膜中,该薄膜作为电荷收集电极而被嵌入铜????(CIS)太阳能电池中。

量子点能够收集入射的太阳光子并将紧密结合的电子释放到高迁移率导带中。研究人员解释,这些电子然後被转移到二氧化??电极上,最终产生光电流。据其表示,尽管在量子点的复杂结构中发现了一些缺陷,但这些缺陷对元件效能的影响很小。尽管表面修饰对光致发光有相当影响,但对光伏性能却几??没有影响,意味着间隙内缺陷不会阻碍但实际上有助於光转换过程。

这也解释了每吸收100个光子就会检测到85个光生电子,这意味着光子至电子的转换效率为85%。科学家们证实,高的光转换效率与优异的缺陷忍受度与无毒成分的组合,使得这些量子点太阳电池有机会实现低价、具有使用弹性,以及潜在可抛弃型太阳能电池。

量子点是能够带电的半导体材料的奈米颗粒,过去已经证实了其在各种材料中的太阳电池潜力,自从量子点太阳电池首度亮相後,效率已经从2010年的2.7%进步到现在的10%。

今(2020)年3月,韩国蔚山国立科学技术大学(UNIST)的研究人员将量子点和有机体异质接面(BHJ)光敏材料结合在一起,做出了效率为12.82%的有机混合串联太阳电池装置,他们声称其效率是目前已知的胶体量子点电池中最高的。

而紧接着在4月,澳洲昆士兰大学的科学家利用卤化物钙??矿合成量子点太阳电池,达成了16.6%的效率。过去NREL曾以类似的卤化物钙??矿在2017年将量子点电池效率的纪录推进至13.4%。

光电协进会指出,量子点技术因为其优良的发光与颜色特性,被视为热门的显示技术,而其特性也适用於太阳电池上。以目前最受瞩目的量子点显示技术而言,其可改善原有OLED与LCD显示技术,能提供较低的成本,更高的产品寿命和更隹的性能,去年(2019)量子点电视(QLED)与显示器出货量大幅成长,显见市场已经开展。

關鍵字: 太陽能  光电协会 
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