發布日期: 2020-05-07-2021-05-07
由於量子點具有出色的吸光率,並且能夠吸收各種波長的光,因此已經成為下一代光電元件的關鍵材料,再者量子點具輕盈及可撓性,並且處理成本較低,因此可以改善使用矽太陽能電池的缺點。
韓國國立蔚山科學技術學院(UNIST)能源與化學工程系教授Jang Seong-yeon已開發出一種量子點太陽能電池,利用量子點將陽光轉化為電能,透過使用有機聚合物來最大化量子點太陽能電池的性能,將量子點太陽能電池的效率提高到11.53%。Jang Seong-yeon教授指出,太陽能電池利用光敏層吸收太陽光的特性來產生電子和電洞,因此為了提高太陽能電池的效率,必須增加電子-電洞對的數量,並且將它們有效率地傳輸到電極,他並進一步指出將量子點太陽能電池的一側改為有機聚合物,可具有優異的電洞形成能力,並防止電子和電洞重新結合,並可將電洞傳輸至陽極,產生與傳輸電洞的效益更佳。在這項研究中,在室溫下透過固溶製程來製造整個太陽能電池裝置。
最近膠體量子點太陽能電池(QDSC)因其高轉換效率和低加工成本的潛力而吸引了業界的注意,不過光電協進會產業分析師林政賢指出,該技術距離商業化還很遠,除效率考量外,在商業化生產之前還需要滿足許多其他條件,其中最重要的一點是,要證明此類材料可以在戶外環境中長期保持出色的性能。林政賢並進一步提到,目前科學家開始證明量子點太陽能電池的效率潛力,那麼耐用性將是下一個受到關注的重點。
韓國大邱慶北科技大學(DGIST)的崔鍾敏教授進行膠體量子點太陽能電池耐力實驗發現,表面上的碘離子傾向於在量子點固體層上形成一層氧化層,因此會破壞其結構並降低發光效率。在防止氧化工程上,他建議在量子點表面添加碘化鉀作為屏蔽層以防止氧化。由於表面鈍化的關係,觀察到碘化鉀屏蔽將元件效率從11.4%提高到12.6%。在沒有封裝的情況下,裝置在空氣中運轉300小時後仍能保持其初始效率的80%。崔鍾敏教授指出,儘管與商業級性能相差甚遠,但目前為止是量子點太陽能電池上最高效能的表現。如果沒有屏蔽層,僅21小時後,裝置效能就會下降到初始水平的80%。並進一步指出,這項研究證明膠體量子點(CQD)太陽能電池可以在實際操作環境中更穩定地運轉,預期結果將進一步加速膠體量子點太陽能電池的商業化。