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研究人员创造了世界上最高效的太阳能电池

时间：2022-04-01 10:16:24 来源：

工程师使用廉价的材料制造出太阳能电池，其效率达到了创纪录的7.0％。

这项研究为可以在柔性基板上制造太阳能电池铺平了道路，就像报纸可以快速大量印刷一样。（信用：多伦多大学）

太阳能电池的效率比以前的认证记录提高了37％。胶体量子点（CQD）膜的开发取得了突破，多伦多大学和阿卜杜拉国王科技大学（KAUST）的研究人员得以开发太阳能电池。他们的工作发表在《自然纳米技术》上的一封信中。

该论文的主要合著者Susanna Thon说：“以前，量子点太阳能电池受到薄膜中纳米颗粒较大的内表面积的限制，这使提取电能变得困难。”“我们的突破是使用有机和无机化学的结合来完全覆盖所有暴露的表面。”

阅读原始研究

量子点是只有几纳米大小的半导体，可用于从整个太阳光谱（包括可见光和不可见光）中收集电能。

与当前缓慢且昂贵的半导体生长技术不同，CQD膜可以像油漆或油墨一样快速且低成本地生产。这项研究为可以在柔性基板上制造太阳能电池铺平了道路，就像报纸可以快速大量印刷一样。

为了提高效率，研究人员需要一种方法来减少表面质量较差的电子的“陷阱”数量，同时确保其薄膜非常致密以吸收尽可能多的光。解决方案是所谓的“混合钝化”方案。

“通过在合成点后立即引入小的氯原子，能够修补先前无法到达的角和缝隙，从而导致电子陷阱，”博士生和主要合著者亚历克斯·叶说。“我们接着通过使用短有机连接子将薄膜中的量子点更紧密地结合在一起。”

KAUST的Aram Amassian领导的工作表明，有机配体交换对于获得最致密的薄膜是必要的。

“ KAUST研究小组使用了具有亚纳米级分辨率的先进同步加速器方法来识别薄膜的结构，并证明了混合钝化方法可导致堆积最紧密的纳米颗粒薄膜，” Amassian说。

这一进展为进一步研究和提高设备效率开辟了许多途径，这将为可靠，低成本的太阳能带来光明的未来。

多伦多大学工程学教授泰德·萨金特（Ted Sargent）表示：“我们的世界迫切需要创新，具有成本效益的方式，将太阳的丰富能量转化为可用的电能。这项工作表明，胶体量子点内部丰富的材料界面可以以一种健壮的方式掌握，证明可以将低成本和稳步提高的效率结合在一起。”

通过。利亚姆·米切尔-多伦多


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