太陽(yáng)能發(fā)電必須具備更高的效率和更低的成本才能與化石燃料發(fā)電相抗衡。目前硅基太陽(yáng)能電池的太陽(yáng)能領(lǐng)域的主導(dǎo)技術(shù)，但其高成本阻礙了硅基太陽(yáng)能電池的廣泛應(yīng)用。使用無(wú)機(jī)納米晶體或量子點(diǎn)的太陽(yáng)能電池成本更低，但其轉(zhuǎn)化效率又不夠高。

以色列理工學(xué)院的研究人員研究出了一種在量子點(diǎn)中生成電場(chǎng)的新方法，更適合用來(lái)制作高能效的納米晶體太陽(yáng)能電池。

在Nature Materials 10月9日發(fā)行的報(bào)告中，以色列理工學(xué)院的Nir Tessler教授及同事描述了他們是如何調(diào)整量子點(diǎn)的電氣性能，然后在太陽(yáng)能電池模型中測(cè)試其性能的。

量子點(diǎn)是一種尺寸極小的半導(dǎo)體納米顆粒，所以基于量子力學(xué)的考量，能存在于量子點(diǎn)中的電子能量是很有限的。由量子點(diǎn)的尺寸所決定的能量水平反過(guò)來(lái)也決定了能隙。通過(guò)控制量子點(diǎn)尺寸，就可以方便地調(diào)節(jié)能隙寬度，而不用改變材料或制作工藝。量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池是太陽(yáng)能電池研究的一個(gè)新興領(lǐng)域，使用了量子點(diǎn)作為光伏材料，而不是硅、CIGS或CdTe。

鑒于其特別的電子特性，納米晶體或量子點(diǎn)是一種很有前景的用于低成本高效率太陽(yáng)能電池制作的材料，Tessler說(shuō)。量子點(diǎn)的尺寸與其光吸收性緊密相關(guān)，所以通過(guò)改變量子點(diǎn)的尺寸就能提高其在太陽(yáng)能電池中的光吸收率。

但是，量子點(diǎn)必須有效地共享電子，這一直是很難控制的。以色列理工學(xué)院的研究發(fā)明了一個(gè)新方法將電荷帶入量子點(diǎn)中。

Tessler及同事通過(guò)使用兩種不同的有機(jī)分子包裹量子點(diǎn)，從而在量子點(diǎn)中生成強(qiáng)大的電場(chǎng)。