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lfaitaoyao

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[交流] 《自然·材料》：空气中稳定、效率达8.55%的量子点太阳能电池

可弯曲、造价便宜、大尺寸且重量轻的太阳能电池通常难以制造，由于它们在制作过程中需要处在高温或惰性气氛下，并且短时间暴露在空气中就容易降解。不过麻省理工学院的研究人员已经找到了一种新方法，使用超薄量子点涂层制造太阳能电池可以避免这些麻烦，并且这种电池在室温中也很稳定。更重要的是使用该技术的太阳能面板有8.55%的超高转化率。

　　这项新研究是Moungi G. Bawendi领导的小组在Lester Wolfe的研究基础上进行的，研究人员将量子点精准均匀地分布在一层薄膜中。这项技术的优势在于制备过程不需要惰性气氛或者高温以得到有源器件层，而且该新型太阳能电池置于空气中5个多月没有发生降解。相关研究成果在线发表在《自然·材料》上（Nat. Mater., 2014, DOI: 10.1038/nmat3984）。

　　尽管这种电池的能效仍低于大多数传统太阳能电池，不过凭借其8.55%的光能转化率，作为新兴技术在太阳能电池领域已经算是巨大的可观的进步。小组成员Bulović表达了乐观态度：“量子点技术使得电池的每个单元都能独自充分地吸收太阳能，同时又能集聚起来传输能量。”现在该电池的瓶颈在于收集太阳能之后向电力转化的环节。此小组表示，这项技术仅开发了四年就达到目前的效果，并且拥有比传统太阳能电池大得多的潜力，对其实现商业化的前景值得期许。

　　另外， 5月份ACS Nano杂志在线刊登了麻省理工学院Jeffrey Grossman和Bulović等人对PbS量子点薄膜太阳能电池的研究（ACS Nano, 2014, DOI: 10.1021/nn500897c）。

　　量子点是准零维的纳米材料，由少量的原子所构成。粗略地说，量子点三个维度的尺寸都在100 nm以下，外观恰似一极小的点状物，其内部电子在各方向上的运动都受到局限，所以量子局限效应特别显著。由于量子局限效应会导致类似原子的不连续电子能阶结构，因此量子点又被称为“人造原子”。

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