更小的量子点为太阳能电池产生更多电能

一个来自美国国家科学基金会的研究小组近日发现，量子点的大小影响其在更高效的太阳能电池中传送能量的能力和结果。

量子点是一种直径只有十亿分之一米的半导体物质点或球体。量子点可以产生多重激子，这样多重的电子就能通过一个光子被转化为激子。

激子是相互吸引的一个电子和空穴的束缚态，是当光子被半导体吸收时形成的。

对需要被开发的太阳电能，太阳光的光子需要撞击并“刺激”太阳能电池半导体物质中的电子。被刺激的电子，也就是激子，流过材料产生能量，并由太阳能电池转化为电力。

对于大多数太阳能电池，一个光子激发一个电子，但量子点太阳能电池不同。由于它们可以产生多重激子，理论上它们就可以吸收同等量的光产生更多的电能。

Mark Lusk和他在科罗拉多矿业大学的同事，使用国家科学基金会支持的高性能计算机集群来量化多重电子的产率和量子点的大小。

研究者们发现，不仅小的量子点激发多重电子的能力好于大的量子点，而且每个点都有一片太阳光谱，这可以更好地激发多重电子。

这项发现的应用，即量子点做成的太阳能电池，可以做特殊调整以吸收更大范围的太阳能光谱中的光子，也会同时增加它们的效率。

Lusk先生说：“我们现在可以设计从一个光子产生多于一个激子的纳米结构，更好地使用大部分能量，否则这些能量只能被用作加热一个太阳能电池。”

该研究小组，是美国国家科学基金会在科罗拉多矿业大学建立的再生能源物质研究科学和工程中心的一个部分。科罗拉多矿业大学位于美国科罗拉多州戈尔登市。

明尼苏达大学的研究者们也在用量子点做实验，以制造一种他们称拥有66%能量转化率潜力的太阳能电池。

明尼苏达的研究者们使用量子点来捕获太阳能电池中通常转化为热量的那一部分能量，带来了更多的能量收获，以及输出电量的增加。