想想邻居屋顶上那些扁平的玻璃太阳能电池板是太阳能技术的巅峰之作吗?再想想。
多伦多大学的Edward S. Rogers Sr.电气与计算机工程系的研究人员设计并测试了一类新的太阳能敏感纳米粒子，它采用了这种新技术，超越了当前的技术水平。
这种新形式的固体，稳定的光敏纳米粒子，称为胶体量子点，可以产生更便宜和更灵活的太阳能电池，以及更好的气体传感器，红外激光器，红外发光二极管等。由博士后研究员Zhijun Ning和Ted Sargent教授领导的这项工作于本周在Nature Materials上发表。
使用这些微小的胶体量子点来收集太阳光取决于两种类型的半导体：n型，其富含电子; 和p型，电子很差。问题?当暴露在空气中时，n型材料与氧原子结合，放弃它们的电子，并变成p型。Ning及其同事模拟并展示了一种新的胶体量子点n型材料，该材料在暴露于空气时不会结合氧气。
同时保持稳定的n型和p型层不仅提高了光吸收效率，而且开辟了一个新的光电器件世界，利用光和电的最佳特性。对于普通人来说，这意味着更复杂的气象卫星，遥控器，卫星通信或污染探测器。
“这是一项重大创新，这是第一部分，通过这种新材料，我们可以构建新的设备结构，”Ning说。“碘化物几乎是这些量子太阳能电池的完美配体，具有高效率和空气稳定性 - 以前没有人能够证明这一点。”
宁的新型混合n型和p型材料实现了太阳能转换效率高达8% - 是迄今为止报告的最佳结果。
但改进的性能只是这种新的基于量子点的太阳能电池架构的开始。强大的小点可以混合成油墨，涂在或印刷在薄而柔软的表面上，如屋顶瓦片，大大降低了数百万人的太阳能成本和可达性。
“胶体量子点光伏领域需要持续改进绝对性能或功率转换效率，”Sargent说。“该领域发展迅速，并且继续快速发展，但我们需要努力将性能提升到商业上令人信服的水平。
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