一個(gè)來自美國國家科學(xué)基金會的研究小組近日發(fā)現(xiàn)，量子點(diǎn)的大小影響其在更高效的太陽能電池中傳送能量的能力和結(jié)果。

量子點(diǎn)是一種直徑只有十億分之一米的半導(dǎo)體物質(zhì)點(diǎn)或球體。量子點(diǎn)可以產(chǎn)生多重激子，這樣多重的電子就能通過一個(gè)光子被轉(zhuǎn)化為激子。

激子是相互吸引的一個(gè)電子和空穴的束縛態(tài)，是當(dāng)光子被半導(dǎo)體吸收時(shí)形成的。

對需要被開發(fā)的太陽電能，太陽光的光子需要撞擊并“刺激”太陽能電池半導(dǎo)體物質(zhì)中的電子。被刺激的電子，也就是激子，流過材料產(chǎn)生能量，并由太陽能電池轉(zhuǎn)化為電力。

對于大多數(shù)太陽能電池，一個(gè)光子激發(fā)一個(gè)電子，但量子點(diǎn)太陽能電池不同。由于它們可以產(chǎn)生多重激子，理論上它們就可以吸收同等量的光產(chǎn)生更多的電能。

Mark Lusk和他在科羅拉多礦業(yè)大學(xué)的同事，使用國家科學(xué)基金會支持的高性能計(jì)算機(jī)集群來量化多重電子的產(chǎn)率和量子點(diǎn)的大小。

研究者們發(fā)現(xiàn)，不僅小的量子點(diǎn)激發(fā)多重電子的能力好于大的量子點(diǎn)，而且每個(gè)點(diǎn)都有一片太陽光譜，這可以更好地激發(fā)多重電子。

這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的應(yīng)用，即量子點(diǎn)做成的太陽能電池，可以做特殊調(diào)整以吸收更大范圍的太陽能光譜中的光子，也會同時(shí)增加它們的效率。

Lusk先生說：“我們現(xiàn)在可以設(shè)計(jì)從一個(gè)光子產(chǎn)生多于一個(gè)激子的納米結(jié)構(gòu)，更好地使用大部分能量，否則這些能量只能被用作加熱一個(gè)太陽能電池。”

該研究小組，是美國國家科學(xué)基金會在科羅拉多礦業(yè)大學(xué)建立的再生能源物質(zhì)研究科學(xué)和工程中心的一個(gè)部分?？屏_拉多礦業(yè)大學(xué)位于美國科羅拉多州戈?duì)柕鞘小?br />
明尼蘇達(dá)大學(xué)的研究者們也在用量子點(diǎn)做實(shí)驗(yàn)，以制造一種他們稱擁有66%能量轉(zhuǎn)化率潛力的太陽能電池。

明尼蘇達(dá)的研究者們使用量子點(diǎn)來捕獲太陽能電池中通常轉(zhuǎn)化為熱量的那一部分能量，帶來了更多的能量收獲，以及輸出電量的增加。