多尺寸量子点太阳能电池创新登场

近日，美国圣母大学（UniversityofNotreDame）一研究小组制备出世界上首例具有多种尺寸量子点的太阳能电池，在TiO2纳米薄膜表面以及纳米管上组装CdSe量子点，吸收光线以后，CdSe向TiO2放射电子，再在传导电极上收集，进而产生光电流。

据悉，该研究小组研究了2.3～3.7nm四种不同粒径的量子点，它们在505～580nm波段上具有不同的吸收峰。

研究人员prashantV.Kamat介绍说，TiO2纳米管上固定CdSe量子点能够形成规整的组装结构，不仅可以使电子有效地传输至电极表面，还能提高电池效率。长度为800nm的纳米管内外表面均可组装量子点，其传输电子的效率较薄膜高。

研究发现，小的量子点能以更快的速度将光子转换为电子，而大的量子点则可以吸收更多的入射光子。3nm的量子点具有最佳的折中效果，但一并改善转换和吸收效率的工作仍在继续。此外，研究人员还计划下一步将这些量子点按一定的规则组装，从而开发出“彩虹式”太阳电池：电池表面的小量子点吸收蓝光，穿过表面层的红光被内层的大量子点吸收。这有望提高电池的效率至30%以上，而传统的硅电池仅为15～20%。

相关研究工作将发表在《美国化学会志》（JACS）上。