配对量子点制备纳米太阳能电池元件

2020-04-08      815 次浏览

有一个办法可以设计更小的电子设备,科学家们在美国能源部(DOE)布鲁克海文国家实验室(BrookhavenNationalLaboratory)已经组装了纳米级配对粒子,表明很有希望作为微型电源。因包含吸光胶体量子点(colloidalquantumdots),连接碳基富勒烯纳米粒子,这些微小的双粒子系统就可以将光转化为电,具有精确的控制方式。


这是首次演示的一种混合无机/有机二聚体(两粒子)材料,可以作为电子给予体-桥链-接受体(donor-bridge-acceptor)系统,把光转化为电流,布鲁克海文国家实验室物理化学家米尔恰•考特莱特(MirceaCotlet)说,他是论文的重要作者,这篇论文描述二聚体及其装配方法,发表于《应用化学》(AngewandteChemie)。


通过改变连接分子的长度和量子点的大小,科学家们可以控制的速率和量级属于波动的光诱导电子转移(light-inducedelectrontransfer),可以控制在单个二聚体水平。这种控制使得这些二聚体成为很有前途的发电单元,可用于分子电子学或更高效的太阳能电池,考特莱特说,和他指导这项研究的,有材料科学家徐致华(ZhihuaXu),都是在布鲁克海文国家实验室功能性纳米材料中心进行的。


科学家寻求开发分子电子学,他们非常感兴趣的是有机给予体-桥链-受体系统,因为这有广泛的电荷传输机制,也因为它们的电荷传输特性可以控制,只需改变其化学性质。近年来,量子点已结合电子接受材料,如染料,富勒烯和钛氧化物,可以制成染料敏化和混合太阳能电池,他们希望,吸光和依赖尺寸的量子点发射性能将提高这些设备的效率。但到目前为止,这些系统的电转换率仍然相当低。


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