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新型光敏纳米粒子可获得光电性能提高太阳能转换效率
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作者:
EUe9sBC1k
时间:
2022-12-1 01:28
标题:
新型光敏纳米粒子可获得光电性能提高太阳能转换效率
加拿大研究人员设计并测试了一种新型固态、稳定的光敏纳米粒子胶体量子点技术，该技术或将用于开发更为廉价、柔性的太阳能电池及更好的气体感应器、红外激光器、红外发光二极管。此项研究成果发表
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在最新一期《自然材料》上。
胶体量子点基于两种类型的半导体收集阳光：N型（富电子）和P型（乏电子）。但N型半导体材料暴露于空气中时，会与氧原子结合，失去其电子，转变成P型材料。
论文第一作者、多伦多大学电气与计算机
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工程系博士后宁志军在接受科技日报采访时说，其研究小组开发的新型胶体量子点技术，可使N型材料在暴露于空气中时，不与氧结合。同时维持稳定的N型和P型层，不仅能提高光的吸收效率，还打开了同时获得光捕获和电传导最佳性能的新型光电器件的大
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门，这也意味着可利用新技术开发出更复杂的气象卫星、遥控设备、卫星通信或污染检测仪。
宁志军称，这仅是此项材料创新研究的第一步，利用这种新材料可构建出新的器件结构。与普通硅材料电池相比，胶体量子点材料可在低温下合成，耗能低且
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工艺简单。这种溶液可处理的无机材料增强了电池的稳定性和便携性。研究发现，碘是兼备高效和空气稳定性的量子点太阳能电池的完美配体。
由于吸收光谱可达红外区域，这种N-P混合型新材料可吸收更多光能，从而使太阳能转换效率最高可达8％。改进性能还仅是这种新型量子点太阳能电池结构的开始，未来这些功能强劲的量子点可与油墨混合，喷涂或印刷到轻薄、柔软的屋面瓦表面，从而大大降低太阳能电力的成本，造福普通民众。
宁志军介绍，胶体量子点太阳能光伏技术在最近10年里已取得飞速发展，太阳能转换效率已从最初的0.1%提高到实验室条件下的10%左右。但要实现该技术的商业化，还需持续改进其绝对性能，或电力转换效率。
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