中國粉體網(wǎng)6月13日訊 加拿大研究人員設(shè)計(jì)并測(cè)試了一種新型固態(tài)、穩(wěn)定的光敏納米粒子——膠體量子點(diǎn)技術(shù),，該技術(shù)或?qū)⒂糜陂_發(fā)更為廉價(jià),、柔性的太陽能電池及更好的氣體感應(yīng)器、紅外激光器,、紅外發(fā)光二極管,。此項(xiàng)研究成果發(fā)表在最新一期《自然·材料》上。
膠體量子點(diǎn)基于兩種類型的半導(dǎo)體收集陽光：N型(富電子)和P型(乏電子),。但N型半導(dǎo)體材料暴露于空氣中時(shí),，會(huì)與氧原子結(jié)合，失去其電子,，轉(zhuǎn)變成P型材料,。
論文第一作者、多倫多大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系博士后寧志軍在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說,，其研究小組開發(fā)的新型膠體量子點(diǎn)技術(shù),，可使N型材料在暴露于空氣中時(shí)，不與氧結(jié)合,。同時(shí)維持穩(wěn)定的N型和P型層,，不僅能提高光的吸收效率，還打開了同時(shí)獲得光捕獲和電傳導(dǎo)最佳性能的新型光電器件的大門,，這也意味著可利用新技術(shù)開發(fā)出更復(fù)雜的氣象衛(wèi)星,、遙控設(shè)備、衛(wèi)星通信或污染檢測(cè)儀,。
寧志軍稱,，這僅是此項(xiàng)材料創(chuàng)新研究的第一步,，利用這種新材料可構(gòu)建出新的器件結(jié)構(gòu)。與普通硅材料電池相比,，膠體量子點(diǎn)材料可在低溫下合成,，耗能低且工藝簡單。這種溶液可處理的無機(jī)材料增強(qiáng)了電池的穩(wěn)定性和便攜性,。研究發(fā)現(xiàn),，碘是兼?zhèn)涓咝Ш涂諝夥�(wěn)定性的量子點(diǎn)太陽能電池的完美配體。
由于吸收光譜可達(dá)紅外區(qū)域,，這種N-P混合型新材料可吸收更多光能,，從而使太陽能轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)8%。改進(jìn)性能還僅是這種新型量子點(diǎn)太陽能電池結(jié)構(gòu)的開始,，未來這些功能強(qiáng)勁的量子點(diǎn)可與油墨混合,，噴涂或印刷到輕薄、柔軟的屋面瓦表面,，從而大大降低太陽能電力的成本,，造福普通民眾。
寧志軍介紹,，膠體量子點(diǎn)太陽能光伏技術(shù)在最近10年里已取得飛速發(fā)展,，太陽能轉(zhuǎn)換效率已從最初的0.1%提高到實(shí)驗(yàn)室條件下的10%左右。但要實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)化,，還需持續(xù)改進(jìn)其絕對(duì)性能,，或電力轉(zhuǎn)換效率。
點(diǎn)評(píng)
8%,，比起現(xiàn)在單晶硅太陽能電池動(dòng)輒20%以上的轉(zhuǎn)換效率來說似乎不值一提,，但這種比較意義并不大，就像讓一個(gè)嬰兒和一個(gè)中年人去掰手腕一樣,。要知道,，兩年前膠體量子點(diǎn)電池的轉(zhuǎn)換效率才4.2%，現(xiàn)在是近一倍的增長,；而硅基電池在無數(shù)研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注下要提高1%都已非常困難,。更何況膠體量子點(diǎn)電池的理論轉(zhuǎn)化效率可達(dá)42%，硅基電池才31%,。這絕對(duì)是一項(xiàng)蒸蒸日上的技術(shù),，但要商業(yè)化，效率需先提高到10%以上,，才能與其他新型材料展開競爭,。
膠體量子點(diǎn)基于兩種類型的半導(dǎo)體收集陽光：N型(富電子)和P型(乏電子),。但N型半導(dǎo)體材料暴露于空氣中時(shí),，會(huì)與氧原子結(jié)合，失去其電子,，轉(zhuǎn)變成P型材料,。
論文第一作者、多倫多大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系博士后寧志軍在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說,，其研究小組開發(fā)的新型膠體量子點(diǎn)技術(shù),，可使N型材料在暴露于空氣中時(shí)，不與氧結(jié)合,。同時(shí)維持穩(wěn)定的N型和P型層,，不僅能提高光的吸收效率，還打開了同時(shí)獲得光捕獲和電傳導(dǎo)最佳性能的新型光電器件的大門,，這也意味著可利用新技術(shù)開發(fā)出更復(fù)雜的氣象衛(wèi)星,、遙控設(shè)備、衛(wèi)星通信或污染檢測(cè)儀,。
寧志軍稱,，這僅是此項(xiàng)材料創(chuàng)新研究的第一步,，利用這種新材料可構(gòu)建出新的器件結(jié)構(gòu)。與普通硅材料電池相比,，膠體量子點(diǎn)材料可在低溫下合成,，耗能低且工藝簡單。這種溶液可處理的無機(jī)材料增強(qiáng)了電池的穩(wěn)定性和便攜性,。研究發(fā)現(xiàn),，碘是兼?zhèn)涓咝Ш涂諝夥�(wěn)定性的量子點(diǎn)太陽能電池的完美配體。
由于吸收光譜可達(dá)紅外區(qū)域,，這種N-P混合型新材料可吸收更多光能,，從而使太陽能轉(zhuǎn)換效率最高可達(dá)8%。改進(jìn)性能還僅是這種新型量子點(diǎn)太陽能電池結(jié)構(gòu)的開始,，未來這些功能強(qiáng)勁的量子點(diǎn)可與油墨混合,，噴涂或印刷到輕薄、柔軟的屋面瓦表面,，從而大大降低太陽能電力的成本,，造福普通民眾。
寧志軍介紹,，膠體量子點(diǎn)太陽能光伏技術(shù)在最近10年里已取得飛速發(fā)展,，太陽能轉(zhuǎn)換效率已從最初的0.1%提高到實(shí)驗(yàn)室條件下的10%左右。但要實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)化,，還需持續(xù)改進(jìn)其絕對(duì)性能,，或電力轉(zhuǎn)換效率。
點(diǎn)評(píng)
8%,，比起現(xiàn)在單晶硅太陽能電池動(dòng)輒20%以上的轉(zhuǎn)換效率來說似乎不值一提,，但這種比較意義并不大，就像讓一個(gè)嬰兒和一個(gè)中年人去掰手腕一樣,。要知道,，兩年前膠體量子點(diǎn)電池的轉(zhuǎn)換效率才4.2%，現(xiàn)在是近一倍的增長,；而硅基電池在無數(shù)研究機(jī)構(gòu)的關(guān)注下要提高1%都已非常困難,。更何況膠體量子點(diǎn)電池的理論轉(zhuǎn)化效率可達(dá)42%，硅基電池才31%,。這絕對(duì)是一項(xiàng)蒸蒸日上的技術(shù),，但要商業(yè)化，效率需先提高到10%以上,，才能與其他新型材料展開競爭,。
