科学家发明胶体量子点双层太阳电池

加拿大多伦多大学电气与计算机工程教授TedSargent领导的研究小组首次研发出了一种胶体量子点（colloidalquantumdots，CQD）双层太阳电池，这种电池可以大幅提高转换效率。胶体量子点是一种既可以吸收可见光，又可以吸收不可见光的半导体颗粒，理论转换效率可达42%。该项研究成果发表在最新一期的《NatureMaterials》杂志。

科学研究证明，量子点是一种非常有前途的方法，可以喷涂到包括塑料在内的各种表面，有效降低太阳能电池的生产成本。

该领域面临最大的一个挑战就是如何使便利和性能实现最优的结合。最理想的设计就是把量子点紧密的连在一起。因为量子点的空间距离越大，光电转换效率就更低。

到目前为止，所有的量子点都是封锁在有机分子中。为了解决电子的长距离移动问题，科学家利用了无机配体和比纳米还要小的原子将量子点结合起来。密堆积的排列方式和负电荷捕捉器的去除确保电子能够在太阳电池中快速和顺利的移动，提供转换效率。

研究人员研发的这种双层太阳电池中，一层量子点经调制可以捕捉可见光，而另一层能够捕捉红外光。此外，他们还引入一个过渡层，构成成分包含四种薄膜状的不同金属氧化物，这一种方法可以减少层间电阻。他们选择透明的氧化物用于这一层，使光线可穿过它们，到达底层电池。

目前，这种双层太阳电池的转换效率为4.2%。该小组的目标是在未来5年内将转换效率提高至10%。

这种双层电池具有胶体量子点太阳电池的最大电流和最高转换效率。实验结果已经得到了美国国家可再生能源实验室认证的Newport的公认。

来自宾夕法尼亚州立大学的化学教授JohnAsbury指出，因为能够制成多层量子点太阳电池，多伦多大学的团队将理论效率从30%提高到40%以上。

Sargent表示：世界和市场都需要创新，打破现有的性能和成本平衡。通过与多伦多大学和阿卜杜拉国王科技大学的合同，我们能够将现有研究转换成实在的创新，并实现商业化的应用。（翻译：Owen）