Hva er kvantepunkt solceller?

Quantum DOT Solceller er solceller bygd på et nettverk av krystaller produsert i nanometerskalaen som har potensial til å utkonkurrere konvensjonelle solcelleteknologier på grunn av en grunnleggende begrensning av hvordan solceller fanger sollys.En standard solcelle er bygd på et lag med materiale som er mest effektivt til å fange ett bestemt bånd eller bølgelengde av lys.Kvanteprikkene i kvanteprikk -solceller kan imidlertid opprettes for å fange opp flere lysbånd ved å variere deres størrelse og kjemiske sminke i produksjonsprosessen.Dette gjør en rekke forskjellige typer kvanteprikker på ett lag med underlag potensielt i stand til å fange opp et bredt spekter av lysbølgelengder, noeEnergi med et solcellemateriale som består av en type kjemisk struktur er teoretisk sett maksimalt 31%.Kommersielle solceller fra og med 2011 har imidlertid bare et praktisk effektivitetsnivå på 15% til 17% på sitt maksimale nivå.Forskning har vært i gang i flere tiår for å finne forbedringer av solcelleteknologi fra flere utsiktspunkter, for eksempel å redusere utgiftene til fotovoltaisk materiale basert på svært rent silisium ved å erstatte fleksible polymer og metalliske underlag.Solcelleforskning har også fokusert på å fange opp et bredere båndgapsområde, begge ved å stable forskjellige lag med solcellematerialer eller ingeniørvirksomhets unike krystaller, kjent som kvanteprikker, på ett solcellelag.Alle tilnærmingene har sine ulemper, og kvanteprikk -solceller prøver også å benytte segPrinsippet om en flerlags solcelle, og evnen til å inkorporere disse komponentene i et lettere produsert, potensielt-fleksibelt underlag.Ideelt sett er teknologien rettet mot å produsere det som kalles en solcelle i fullspektret, i stand til å fange opp opptil 85% av strålende, synlig lys og konvertere den til strøm, i tillegg til å fange litt lys i de infrarøde og ultrafiolette båndene.Energiutganger for slike solceller har nådd 42% effektivitet i laboratoriet fra og med 2011, og nåværende innsats innebærer å finne praktiske, kostnadseffektive kjemiske strukturer for slik teknologi slik at det kan produseres masse.

Tilnærminger til neste generasjon solceller harFokusert på den tre båndgapet eller multi-junksjonsmodellen, der forskjellige lag med halvledende legeringer av gallium-arsenide-nitrat er sammenkoblet.En annen kjemisk sammensetning med flere veikanter har brukt en sink-manganesisk-telluriumlegering, og kvantepunkt-solceller blir også laget av kadmiumsulfid på et titandioksydsubstrat som er belagt med organiske molekyler for å koble sammen metallunderlaget og kvanteprikkene.Andre variasjoner på de tre båndgaplagene inkluderer forskning ved bruk av indium-gallium-fosfid, indium-gallium-arsenid og germanium.Mange kjemiske kombinasjoner ser ut til å fungere, og størrelsen på molekylene som brukes i prosessen, for eksempel det organiske sammenkoblingslaget, ser ut til å ha mer direkte innvirkning på effektiviteten til kvantepunkt -solceller for å fange opp et bredt spekter av lys ennFaktisk kjemi av materialene selv.Lagene i en solcelle med flere veikanter, men inkludert kvanteprikkene i seg selv, må ofte være mindre enn to nanometer tykke, noe som krever et ekstremt fint nivå av presisjon for å produsere som bare mikrochip-fabs som gjør at datamaskinprosessorer og minne er eri stand til i masseskala.

Målet med kvantepunkt solceller forskning er å gjøre solceller både mer effektive og rimeligere å produsere.Ideelt sett vil de bli bygget på fleksibel polymerkameratRials slik at de kan males på bygninger eller brukes som belegg for bærbar elektronikk.De ville da også være i stand til å bli vevet inn i syntetiske stoffer for klær og møbeltrekk i biler.Dette vil gi solcelleteknologi utbredte applikasjoner i elektrisk generasjon som kan supplere eller erstatte behovet for bruk av fossilt brensel for mange vanlige forbrukerbehov, inkludert klimakontroll, telekommunikasjon, transport og belysning.Slike solceller er opprettet i laboratoriet i USA, Canada, Japan og andre nasjoner, og det første selskapet som finner en metode for billig masseproduksjon av teknologien vil sannsynligvis fange et verdensmarked for det i enestående skala.