پژوهشگران دانشگاه تورنتو با استفاده از نقاط کوانتومی جدیدی که تولید کرده‌اند، موفق به ثبت رکورد جدیدی در کارایی تبدیل انرژی خورشیدی شدند. این گروه بازده پیل خورشیدی را به هشت درصد رساندند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، نقاط کوانتومی، نانوذراتی نیمه‌هادی هستند که می‌توان آن‌ها را در فاز محلول سنتز کرد. بنابراین می‌توان این نانوذرات را روی بستر دلخواه قرار داد و همانند رنگ یا جوهر، یک سطح را پوشاند.

نقاط کوانتومی کلوئیدی ترکیبات ارزان قیمتی هستند که می‌توانند نور را جذب کنند. این ترکیبات در پیل‌های خورشیدی معدنی مورد استفاده قرار می‌گیرند. در یک پیل خورشیدی، فوتون‌ها به مواد فتوولتائیک برخورد می‌کنند و موجب برانگیختگی الکترون‌ها و تولید حفره می‌شوند. این الکترون‌ها و حفره‌ها باید انرژی بیشتری نسبت به باندگپ مواد داشته باشند. مزیت دیگر استفاده از نقاط کوانتومی کلوئیدی آن است که این نانوساختارها می‌توانند طیف وسیعی از نور را جذب کنند، دلیل این امر باندگپ نقاط کوانتومی است که با تغییر ابعاد نقاط، تغییر کرده و متناسب با طول موج‌های دلخواه، قابل تنظیم است.

ادواتی که از نقاط کوانتومی ساخته می‌شوند دارای اتصالات تقویت کننده هستند. از آنجایی که هم لایه‌های نوع n (غنی از الکترون) و هم لایه‌های نوع p (عاری از الکترون) در این اتصالات وجود دارد، بنابراین دستگاه نهایی ساخته شده از این نقاط، دارای کارایی بالایی در جذب نور خواهد بود. مشکل اصلی این پیل‌های خورشیدی آن است که نقاط کوانتومی مورد استفاده در آن‌ها بعد از گذشت چند ماه از قرار گرفتن در معرض هوا، اکسید می‌شود. دلیل این امر آن است که با اتصال اکسیژن به نقاط کوانتومی، الکترون‌های موجود در آن‌ها خاموش شده و نقاط کوانتومی به نیمه‌هادی نوع p تبدیل می‌شوند.

این گروه تحقیقات کانادایی به رهبری تد سرجنت، با ارائه‌ی نوع جدیدی از نقاط کوانتومی نوع n موفق به حل این مشکل شدند. این نقاط کوانتومی در معرض هوا به مولکول‌های اکسیژن متصل نمی‌شوند. برای این کار، آن‌ها سطح نقاط کوانتومی را به شکلی غیرفعال کردند که اکسید نشوند. نتایج نشان داد که استفاده از این نقاط کوانتومی موجب ثبت رکورد جدیدی در بازده پیل‌های خورشیدی می‌شود. محققان این پروژه معتقدند که این پیل خورشیدی را می‌توان روی سطوح انعطاف‌پذیر قرار داد.

انتهای پیام