Новости

Новое поколение солнечных ячеек на основе коллоидных квантовых точек

В последнем номере Nature Materials опубликована работа коллектива из University of Toronto, King Abdullah University of Science &Technology и Pennsylvania State University, результаты которой позволили создать наиболее эффективные солнечные элементы, когда-либо изготовленные на основе на коллоидных квантовых точек.

Эффективность использования коллоидных квантовых точек для преобразования солнечной энергии в электрическую обусловлена их малыми размерами, возможностью нанесения на гибкие и тонкие поверхности, в том числе на полимерные. Это существенно удешевляет технологию солнечных ячеек и увеличивает их долговечность (по сравнению с кремниевыми ячейками). В статье подчеркивается, что толщину слоя, в который инкапсулированы квантовые точки, можно сократить до атомарной.

Однако в силу технологии получения, к поверхности квантовых точек обычно привиты сложные органические молекулы, что, с одной стороны, стабилизирует коллоидную систему и позволяет наносить точки на различные поверхности, а с другой – увеличивает их размер на 1-2 нм, что при работе на наноуровне является существенным.
Суть предложенной авторами технологии заключается в замене громоздких органических молекул на меньшие по размеру неорганические лиганды (анионы Br-), которые связывают квантовые точки на основе сульфида свинца (PbS) более плотно и тем самым повышают эффективность солнечных ячеек на их основе. Кроме того, более плотная упаковка квантовых точек существенно снижает концентрацию ловушек заряда в слое.

Ячейки продемонстрировали высокие электрические токи и самый высокий КПД преобразования энергии в батареях на основе коллоидных квантовых точек (результаты подтверждены в независимой лаборатории, аккредитованной US National Renewable Energy Laboratory).

Разработка ученых окажется эффективной и при создании других электронных и оптоэлектронных устройств на основе коллоидных нанокристаллов, также нуждающихся в улучшении электротранспортных свойств и эксплуатационной стабильности.

О ее перспективности свидетельствует уже подписанное участниками работы лицензионное соглашение, направленное коммерциализацию новой технологии.

Источник: http://www.sciencedaily.com/releases/2011/09/110918144959.htm

http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat3118.html.