http://www.physorg.com/news/2011-03-size-quantum-dots-solar-panels.html
March 25, 2011
(PhysOrg.com) -- 由 Mark Lusk 及其在 Colorado 礦業大學的同僚所完成的研究能顯著改善太陽能電池的效率。他們最近的研究描述光吸收粒子 -- 量子點 -- 的大小如何影響粒子將能量傳遞到電子以產生電力的能力。
這些結果發表在四月號的 ACS Nano 期刊上。
這項進展提出證據支持一個有爭議的想法，稱為多重激子產生（multiple-exciton generation，MEG），其論點是：一個已吸收光能的電子，稱為激子（exciton），有可能將能量轉移至一個以上的電子，導致相同的吸光量能產生更多電力。
量子點為人造原子，那將電子囿限在一小空間。它們具有原子般的行為，在奈米尺度下會導致不尋常的電子特性。在調整光與物質交互作用的方式上，這些獨特特性也許別具價值。
實驗性驗證 MEG 與量子點大小之間的關聯是一個熱門主題，因為那在很大的程度上違逆先前所發表的研究。在 MEG 後產生電流的能力現正獲得大量關注，因為在任何 MEG 的商業化實現上，這將是一種必要元件。
為了這項研究，Lusk 與同僚利用 NSF 所支持的高效能電腦叢集，將 MEG 的產生率與量子點大小之間的關係量化。
他們發現，對每個量子點而言，都有一截（a slice of）太陽光譜最適合完成 MEG，而尺寸較小的量子點就其那一截光譜所完成的 MEG，其效率會比尺寸更大者來的高。這暗示，由特別調整至太陽光譜之量子點所製成的太陽能電池將比以非量子點材料製成的太陽能電池有更好的效率。
據 Lusk 表示，"我們現在設計奈米結構化材料，那能從單一光子產生超過一個以上的激子，使得那些原本只會讓太陽能電池變熱的一大部分能量獲得妥善運用。"
這個研究小組，那包括來自 National Renewable Energy Laboratory（國家再生能源實驗室）的參與。該實驗室為 Colorado 礦業大學內，由 NSF 所資助的 Renewable Energy Materials Research Science and Engineering Center（再生能源材料研究科學與工程中心）的一部分。該中心聚焦在「將顯著影響再生能源技術」的材料與創新上。駕馭奈米結構化材料的獨特特性，藉此強化太陽能板的效能，是該中心特別感興趣的一個領域。
"這些結果令人振奮，因為他們大大有助於解決此領域內存在已久的爭論，"
Mary Galvin 表示，NSF 材料研究部門主管。"同樣重要的是，他們將對新設計技術的建立有所貢獻，那將能製造更有效率的太陽能電池。"
※ 相關報導：
＊ Size Dependence of the Multiple Exciton Generation Rate in CdSe Quantum Dots
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/nn200141f
Zhibin Lin, Alberto Franceschetti, and Mark T. Lusk＊ 增加太陽能電池效能：一種直接了當的方法
ACS Nano, Article ASAP, February 28, 2011
doi: 10.1021/nn200141f
＊ 量子點讓「彩虹」太陽能電池不再是夢想
＊ 物理學家：量子點不是「點」
＊ 雙直徑奈米柱集光器的新「轉折」
＊ 分子玻璃纖維
＊ 科學家以單根奈米線做出單模雷射
＊ 控制光與物質間的交互作用
＊ 以新奇的光學電晶體控制光的流動
＊ 量子燙手山芋：研究者誘使二原子交換最小能量單位
沒有留言:
張貼留言