行业动态

多重激子能提升太阳能电池转换效率

发布:juli阅读:3088时间:2011-4-6 14:29:43
      荷兰、以色列及美国的科学家最近发现,在特定大尺寸的量子点(quantum dot, QD)上的多重激子生成(multiple exciton generation, MEG),量子点的组成有关。这个发现对于提升光伏(photovoltanic)装置的太阳能转换效率可能是项重大的进展。 

      在低成本、高效率的太阳电池中,胶质量子点可以做为太阳能电池内吸收光子的组件,这是因为高能量的单一光子撞击这类光伏材料时,可以产生能量大于或等于量子点能隙的受激电子或空穴。而当电子的能量超过量子点能隙的两倍时,这些电子可以将多出的能量转移给附近的价带电子,激发它们跃过量子点的能隙;这意味着当光子被吸收时,可以产生更多的电子-空穴对。这项过程可以将太阳能转换效率提升至42%。 

      这种多重激子生成在Ⅳ-Ⅵ族(例如硒化铅)构成的量子点中最引人注目,原因是这些材料的能隙落在近红外波段,因此能吸收很大一部份的太阳光谱。 

      最近,以荷兰台夫特(Delft)科技大学的Laurens Siebbeles为主的研究团队研究了核-壳量子点(core/shell QD)中的多重激子生成,他们发现当硒化铅(lead selenide)量子点表面被硫化铅(lead sulphide)所包覆时,量子点的能隙会降低。 

      Siebbeles等人是用超快激光来测量量子点的光谱,结果发现随着硫化铅在硒化铅内核的四周生长,光谱的吸收峰会偏向长波长,此红位移(red-shift)现象会随着外壳厚度增加而更为明显。根据电子结构的计算,上述现象是电荷由内核转移至外壳所致。 

      Siebbeles表示,他们希望让量子点接触能吸收电子的材料例如二氧化钛,以便将这些电荷从量子点内的多重激子撷取出来。详见近期的Nano Letters |DOI: 10.1021/nl200014g。 

      来源:中国光电网
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