Anonim

Ny effektivitetsoptegnelse fremmer spray-on solceller

Miljø

Noel McKeegan

23. september 2011

4 billeder

Forskere ved University of Toronto har sat en ny effektivitetsoptegnelse for kolloidale quantum dot solceller

Fremskyndet solteknologi er et kompromis mellem effektiviteten af ​​cellerne selv og omkostningerne ved at producere og installere dem. Quantum dot solceller, der bruger nanoskala halvledere til at producere elektricitet, lover lavprisproduktion og, fordi de kan sprøjtes eller males på, store fordele med hensyn til installation. I effektivitetsindsatsen scorer kvantumceller ikke såvel som siliciumbaserede eller CIGS-solceller, men en ny effektivitetsoptegnelse for kolloide quantum dot solceller er et stort skridt i retning af at mindske kløften. Dette gennembrud er ikke om kvantepunkterne, men det handler om indpakningen.

Kolloidale kvante dot solceller

For at lave kvantepotte solceller, der kan sprøjtes eller males på, skal de små nanoskala halvledere spredes jævnt i et andet stof - dette kaldes et kolloid. Økologiske molekyler er med succes blevet brugt til at oprette kolloidale kvantepunkts (CQD) solceller, men det rum, de optager mellem nanopartiklerne (og vi snakker kun et eller to nanometer her) har en negativ indvirkning på strømmen af ​​elektroner og i Drej effektiviteten af ​​cellen.

For at gøre verdens mest effektive kolloidale quantum dot solcelle udviklede forskere fra University of Toronto, King Abdullah University of Science & Technology og Pennsylvania State University en metode til at belægge eller passivere kvantepunkterne i uorganiske ligander. Denne fremgangsmåde forbedrer effektiviteten ved at reducere elektronens "fælder" i materialet og pakke flere kvantepunkter i samme mængde af nanospace, samtidig med at de kolloidiske egenskaber af kvantepunkter holdes bundet sammen af ​​organiske molekyler.

"Vi indpakket et enkelt lag af atomer omkring hver partikel, " forklarer dr. Jang tang, den første forfatter af papiret. "Som et resultat de pakkede kvante prikker i et meget tæt faststof. "

Ny effektivitetsoptegnelse

Resultatet er en kolloidal quantum dot solcelle med en rekord effektivitet på 6 procent. Mens de nuværende silicium-solceller løber i 14% effektivitetsballparken, gør den 6 procent-tal kombineret med de iboende fordele ved kvantedotceller (og den ekstra bonus, at uorganiske stoffer kan fremstilles ved stuetemperatur) dette en betydelig udvikling.

Rekordet - der omfattede både de højeste elektriske strømme og den højeste samlede effektomformingseffektivitet for CQD solceller - blev certificeret af et eksternt laboratorium akkrediteret af US National Renewable Energy Laboratory.

Universitetet i Toronto og King Abdullah University of Science & Technology har underskrevet en licensaftale med henblik på at kommercialisere teknologien, som også har potentielle anvendelser ud over solområdet på områder som optoelektronik.

"Verden - og markedspladsen - har brug for sol innovationer, der bryder det eksisterende kompromis mellem ydeevne og omkostninger. Gennem U of T 's, MI ' s og KAUST 's partnerskab er vi klar til at oversætte spændende forskning i håndgribelige innovationer, der kan kommercialiseres, "siger professor Ted Sargent, tilsvarende forfatter på arbejdet og indehaveren af ​​Canada Research Chair i nanoteknologi ved U of T.

Forskerne beskriver deres arbejde i papiret Collodial-quantum-dot photovoltaics ved hjælp af atom-ligand passivation og gennembrud er rapporteret i det seneste udgave af Nature Materials .

Forskere ved University of Toronto har sat en ny effektivitetsoptegnelse for kolloidale quantum dot solceller

Optegnelsen omfattede både de højeste elektriske strømme og den højeste samlede effektomformingseffektivitet for CQD solceller

Dette transmissionselektronmikroskopbillede viser afstanden forårsaget af organiske molekyler

Diagrammet viser, hvordan brugen af ​​uorganiske ligander reducerer størstedelen af ​​CQD

Anbefalet Redaktørens Valg