近日，美國圣母大學(xué)（UniversityofNotreDame）一研究小組制備出世界上首例具有多種尺寸量子點(diǎn)的太陽能電池，在TiO2納米薄膜表面以及納米管上組裝CdSe量子點(diǎn)，吸收光線以后，CdSe向TiO2放射電子，再在傳導(dǎo)電極上收集，進(jìn)而產(chǎn)生光電流。

據(jù)悉，該研究小組研究了2.3～3.7nm四種不同粒徑的量子點(diǎn)，它們在505～580nm波段上具有不同的吸收峰。

研究人員prashantV.Kamat介紹說，TiO2納米管上固定CdSe量子點(diǎn)能夠形成規(guī)整的組裝結(jié)構(gòu)，不僅可以使電子有效地傳輸至電極表面，還能提高電池效率。長度為800nm的納米管內(nèi)外表面均可組裝量子點(diǎn)，其傳輸電子的效率較薄膜高。

研究發(fā)現(xiàn)，小的量子點(diǎn)能以更快的速度將光子轉(zhuǎn)換為電子，而大的量子點(diǎn)則可以吸收更多的入射光子。3nm的量子點(diǎn)具有最佳的折中效果，但一并改善轉(zhuǎn)換和吸收效率的工作仍在繼續(xù)。此外，研究人員還計(jì)劃下一步將這些量子點(diǎn)按一定的規(guī)則組裝，從而開發(fā)出“彩虹式”太陽電池：電池表面的小量子點(diǎn)吸收藍(lán)光，穿過表面層的紅光被內(nèi)層的大量子點(diǎn)吸收。這有望提高電池的效率至30%以上，而傳統(tǒng)的硅電池僅為15～20%。

相關(guān)研究工作將發(fā)表在《美國化學(xué)會(huì)志》（JACS）上。