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配對量子點制備納米太陽能電池元件

鉅大LARGE  |  點擊量:821次  |  2020年04月08日  

有一個辦法可以設(shè)計更小的電子設(shè)備,科學(xué)家們在美國能源部(DOE)布魯克海文國家實驗室(BrookhavenNationalLaboratory)已經(jīng)組裝了納米級配對粒子,表明很有希望作為微型電源。因包含吸光膠體量子點(colloidalquantumdots),連接碳基富勒烯納米粒子,這些微小的雙粒子系統(tǒng)就可以將光轉(zhuǎn)化為電,具有精確的控制方式。


這是首次演示的一種混合無機(jī)/有機(jī)二聚體(兩粒子)材料,可以作為電子給予體-橋鏈-接受體(donor-bridge-acceptor)系統(tǒng),把光轉(zhuǎn)化為電流,布魯克海文國家實驗室物理化學(xué)家米爾恰•考特萊特(MirceaCotlet)說,他是論文的重要作者,這篇論文描述二聚體及其裝配方法,發(fā)表于《應(yīng)用化學(xué)》(AngewandteChemie)。


通過改變連接分子的長度和量子點的大小,科學(xué)家們可以控制的速率和量級屬于波動的光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移(light-inducedelectrontransfer),可以控制在單個二聚體水平。這種控制使得這些二聚體成為很有前途的發(fā)電單元,可用于分子電子學(xué)或更高效的太陽能電池,考特萊特說,和他指導(dǎo)這項研究的,有材料科學(xué)家徐致華(ZhihuaXu),都是在布魯克海文國家實驗室功能性納米材料中心進(jìn)行的。


科學(xué)家尋求開發(fā)分子電子學(xué),他們非常感興趣的是有機(jī)給予體-橋鏈-受體系統(tǒng),因為這有廣泛的電荷傳輸機(jī)制,也因為它們的電荷傳輸特性可以控制,只需改變其化學(xué)性質(zhì)。近年來,量子點已結(jié)合電子接受材料,如染料,富勒烯和鈦氧化物,可以制成染料敏化和混合太陽能電池,他們希望,吸光和依賴尺寸的量子點發(fā)射性能將提高這些設(shè)備的效率。但到目前為止,這些系統(tǒng)的電轉(zhuǎn)換率仍然相當(dāng)?shù)汀?/p>

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