Солнечные батареи на основе квантовых точек — передний край современной солнечной энергетики и новая работа российских ученых может существенно продвинуть ситуацию в это области. Квантовые точки — это микро- и нанофрагменты соединений с полупроводниковыми свойствами. Их размеры там малы (они измеряются в нанометрах), что в них уже играют весомую роль квантовые эффекты. За счет этого квантовая точка может «поймать» фотон солнечного света, даже если сам материал точки при нормальных условиях (в более крупной по размерам частице) этого сделать не может. Для этого достаточно, чтобы размер квантовой точки был близок к длине волны света, которую этой точке нужно поглотить. Проблемой в расчете эффективности таких солнечных батарей является то, что рассчитать вероятность захвата фотонов сравнительно просто, а вот рассчитать эффективность переноса электронов (они образуются при попадании фотона в полупроводник) от одной квантовой точки к другой заметно сложнее. Авторы новой работы показали, как этот перенос работает для нового типа фотоэлементов на квантовых точках — «твердых» квантовых точек, получаемых при осаждении коллоидных растворов. Новые расчеты продемонстрировали, что вероятность переноса электронов и захвата фотонов может быть сравнительно просто рассчитана как для упорядоченных, так и неупорядоченных твердых квантовых точек. Особенностью фотоэлементов на квантовых точках является сцепление их между собой органическими молекулами — лигандами — необходимое для объединения фотоэлементной пластины в единое целое. Корректный расчет параметров квантовых точек на том или ином материале влияет на выбор таких лигандов и, соответственно, на КПД солнечных батарей на основе нового материла. Если лиганды будут давать слишком широкий зазор — выработка батареи окажется слишком низкой. Корректно подбирая лиганды с помощью расчетов, можно будет избежать подобных проблем. Это значит, что новая работа может сыграть заметную роль в широком внедрении данного нового класса материалов. Соответствующая статья опубликована в Journal of Physical Chemistry Letters. Ранее ученые из Швейцарии и Германии нашли способ создавать перовскитные солнечные батареи с рекордным КПД — 20%.
Источник: news.rambler.ru
