科技前沿

基于石墨烯和量子点造太阳能电池

  

       来自俄罗斯MEPhIITMO大学和日本东京法政大学的国际科学家组织已经开始研究基于石墨烯和量子点的可控光学和光电特性的混合二维结构,用于太阳能电池。该项目将导致原型太阳能电池比现有电池效率更高。

       科学家们选择了石墨烯,用量子点制造纳米杂化材料。石墨烯具有独特的性能,包括高导电性,使其成为纳米电子学领域非常有前途的材料。

       该项目负责人MEPhI教授伊比尔·纳比耶夫(Igor Nabiyev)表示:“该项目的主要目标是创建混合纳米结构,研究控制石墨烯片表面薄层量子点电荷载体光生物的物理过程以及从量子点到石墨烯的非辐射载流子转移。……我们将进行这项研究,让我们了解如何提高现有太阳能电池的效率,太阳能电池原型比现有电池效率更高,这将是该项目的最终结果。“

       二维杂化纳米结构将多种具有不同功能特性的元素结合在一起,展现出协同作用,是创造具有所需光学和光电性能的新型纳米结构材料的潜在“构建组成部分”。首先,可以使用量子点的独特性质作为在宽光谱范围内的有效能量集中器其次,使用石墨烯的特殊电性能。

       在这个项目中,研究人员将发现控制量子点薄层中载流子光生成的物理机制,确定从量子点到石墨烯的非辐射载流子转移的有效性以及量子点光电响应的参数(静态和动态)混合结构暴露于各种光谱成分和强度的光。

该项目将产生由于多激子产生(具有载流子倍增的碰撞电离)而具有较高效率的具有竞争力的新一代光伏系统的原型。它也将消除收集太阳能的“光谱窗口”,这是现有硅和锗太阳能电池的薄弱点。