科學家在量子點太陽能電池效率方面取得重大突破刷新世界紀錄
據外媒New Atlas報導,微小的半導體點足夠小以利用量子力學的怪異性,在太陽能方面具有很大的潛力。這些靈活、便宜的量子點可代替傳統的矽用作光伏材料,有望帶來許多好處,但它們將太陽光轉換為能量的效率尚不是其中之一。研究此問題的科學家日前取得了重大突破,其開發的量子點太陽能電池比此前的世界紀錄高出近25%,並使柔性、透明太陽能電池的想法更近了一步。
量子點太陽能電池具有被製造成薄、輕、柔性的薄膜的能力,這些薄膜可以從太陽產生電能,因此,量子點太陽能電池已經成為該領域科學家真正關注的焦點。但是,它們遠遠落後於標準太陽能電池的20%左右的效率,但科學家們現在已在逐步縮小差距。
由美國國家可再生能源實驗室(NREL)創下的量子點太陽能電池轉換效率的先前記錄為13.4%。澳大利亞昆士蘭大學的科學家現已取得了重大進步,創下16.6%的新世界紀錄,並通過獨立測試進行了驗證。
“我們的效率比以前的世界紀錄提高了近25%,這很重要,”領導這項研究的王連舟(音譯)教授說道。“這實際上是量子點太陽能電池技術令人興奮的’前景’與商業可行之間的區別。”根據該團隊的說法,其他量子點的表面可能非常粗糙且不穩定,這會阻礙其效率。他們通過一種新的製造技術克服了這一問題,該技術為他們的新型量子點提供了新的特性來克服這些缺陷。
Wang告訴《新地圖集》,“我們有意控制了量子點上的表面功能化學物質,從而開發了一種新的表面工程方法,不僅可以穩定量子點,還可以保持電子通過(電流)的平滑路徑。”
根據王連舟和其團隊的說法,這些效率水平開啟了一些令人興奮的可能性。由於這些量子點具有柔韌性,並且可以以成本有效的方式大規模打印,因此,通過進一步的工作,它們可以採用透明蒙皮的形式,該蒙皮可以疊放在飛機、汽車和房屋上以發電。現在,他們將繼續通過開發該技術以完成這些目標。
王連舟表示:“將來,我們將進一步提高量子點太陽能電池的效率,擴大太陽能電池在柔性和透明基板上的打印技術,以用於建築窗戶、可穿戴電子設備,並將量子點的應用擴展到LED等其他領域。”
這項研究發表在《自然能源》雜誌上。