利用異質結構奈米微晶增進太陽電池效率
- 上線日期：2012/5/31 上午 12:00:00
- 資料來源：奈米科學網
以色列與香港研究人員利用不同大小及不同表面化學特性的奈米晶體(nanocrystal)，研發出轉換效率更高的太陽電池。尺寸不同的晶體能增加太陽電池對光的吸收，而採用混合配位子(mixed ligand)則能降低電子-電洞對(即激子, exciton)的束縳能，使得電子與電洞更容易分離成為自由電荷並產生電流。
以色列理工學院(Technion-Israel Institute of Technology)的Nir Tessler研究團隊與香港城市大學(City University of Hong Kong)的Andrey Rogach研究團隊在這項研究中採用的是硒化鎘(cadmium selenide, CdSe)和碲化鎘(cadmium telluride, CdTe)奈米晶體，表面覆蓋著不同的有機化學物質(如thioglycolic acid及mercaptopropionic acid)，其能階分佈屬於第二型排列(type-II alignment)，因此材料介面間的激子更容易分離。由於較大的晶體會吸收波長較長的太陽光，研究人員也改變CdSe奈米晶體的大小，以擴大對陽光的吸收頻譜範圍。
該團隊先前曾以類似手法增進太陽電池轉換效率。Tessler表示，他們先前的研究證實可藉由改變包覆於奈米晶體上的配位子來移動晶體的能階，使兩相同奈米晶體間達成第二型排列。能階偏移主要源於配位子與奈米晶體表面形成的電偶極。
最近，該團隊進一步證明以混合的配位子包覆同一個奈米晶體，可製造出非均勻的表面電偶極，又稱為奈米晶體之極化(nanocrystal polarization)，導致電子與電洞的波函數產生分離，因而降低了激子的束縛能。
研究團隊認為此無機/有機混合材料未來可望用來製作高效率太陽電池，他們現在正計畫藉由極化配位子來控制奈米晶體的形態或其排列方式。詳見ACS Nano 6 , p.3128 (2012)｜DOI: 10.1021/nn204910g。
原始網站: http://nanotechweb.org/cws/article/tech/49231
譯者:姚淳颺(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
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