Billig og effektiv solcelle muliggjort af sammenkoblede nanopartikler

Forskere fra Chemical Engineering -afdelingen og Kavli -instituttet ved Delft University of Technology i Holland har vist, at elektroner kan bevæge sig frit i lag af sammenkædede halvleder -nanopartikler under påvirkning af lys. Denne nye viden vil være meget nyttig til udvikling af billige og effektive quantum dot -solceller. Forskerne offentliggjorde deres resultater søndag den 25. september på webstedet for det videnskabelige tidsskrift Naturnanoteknologi.

De nuværende krystallinske silicium solpaneler er dyre at producere. Billigere solceller er tilgængelige, men disse er ineffektive. For eksempel, en organisk solcelle har en maksimal effektivitet på 8%. En måde at øge effektiviteten af ​​billige solceller på er brugen af ​​halvleder -nanopartikler, kvante prikker. I teorien, effektiviteten af ​​disse celler kan øges til 44%. Dette skyldes til dels lavineeffekten, demonstreret af forskere fra TU Delft og FOM Fonden i 2008. I de nuværende solceller, en absorberet lyspartikel kan kun ophidse én elektron (skaber et elektronhullepar), mens en lyspartikel i en kvantepunkts solcelle kan ophidse flere elektroner. Jo flere elektroner der er spændte, jo større solcellens effektivitet.

Indtil nu, skabelsen af ​​elektronhullepar under påvirkning af lys blev kun demonstreret inden for grænserne af en kvantepunkt. For at kunne bruges i solceller, det er vigtigt, at elektroner og huller er i stand til at bevæge sig. Det er det, der skaber en elektrisk strøm, der kan opsamles ved en elektrode. Forskere fra den samme forskningsgruppe har nu demonstreret, at elektronhulsparene også kan bevæge sig som gratis ladninger mellem nanopartiklerne. Til dette formål forbandt de nanopartikler sammen, ved hjælp af meget små molekyler, så de var meget tæt klyngede, mens de stadig var adskilte fra hinanden. Nanopartiklerne er så tæt på hinanden, at hver enkelt lyspartikel, der absorberes af solcellen, faktisk får elektroner til at bevæge sig.