加拿大多倫多大學(xué)電氣與計算機(jī)工程教授Ted Sargent領(lǐng)導(dǎo)的研究小組研發(fā)出了一種膠體量子點(diǎn)（colloidal quantum dots，CQD）雙層太陽電池，制備成分為吸光納米粒子，稱為量子點(diǎn)。其不但可以吸收可見光，也可以吸收不可見光，理論轉(zhuǎn)化效率可高達(dá)42%，超過現(xiàn)有普通太陽電池31%的理論轉(zhuǎn)化率。相關(guān)研究論文發(fā)表在Nature Photonics上。
量子點(diǎn)已經(jīng)被看作是一種很有前途的方法，可以制備低成本太陽電池，因為這些粒子可以噴涂到各種表面。但是，基于這種技術(shù)的電池效率太低，難以實用。而多倫多大學(xué)研究人員研發(fā)的雙層太陽電池中，一層量子點(diǎn)經(jīng)調(diào)制可以捕捉可見光，而另一層捕捉紅外光。研究人員還引入一個過渡層，構(gòu)成成分包含四種薄膜狀的不同金屬氧化物，這一種方法可以減少層間電阻。他們選擇透明的氧化物用于這一層，使光線可穿過它們，到達(dá)底層電池。
研究人員目前研制的這種太陽電池轉(zhuǎn)化效率為4.2%。Sargent教授指出，這種方法可用于制造3層甚至4層太陽電池。該小組的目標(biāo)是在5年內(nèi)實現(xiàn)效率超過10%，之后不斷提高。
賓夕法尼亞州立大學(xué)化學(xué)教授John Asbury指出，因為能夠制成多層量子點(diǎn)太陽電池，多倫多大學(xué)的團(tuán)隊將理論效率從30%提高到40%以上。但是，要研制接近這一效率的任何尺度太陽電池，都需要消除束縛態(tài)問題。
