一種新型的混合膠體量子點有機太陽能電池

固溶處理的半導體，包括鈣鈦礦和量子點等材料(即，量子尺寸范圍內的小顆粒)，是電導率介于絕緣體和大多數金屬之間的物質。已經發現，這種類型的半導體對于開發性能良好且制造成本低的新型光電子器件特別有前途。

最近，一些研究強調了通過結合膠體量子點(CQD)，可以收集紅外光子的納米顆粒和有機發色團(吸收可見光光子并賦予分子顏色的分子部分)來制造半導體的優勢。盡管如此，到目前為止，由于不同組分之間的化學不匹配以及在實現電荷收集方面的挑戰，基于CQD和發色團的混合光伏僅實現了低于10%的功率轉換效率(PCE)。

多倫多大學和韓國KAIST的研究人員最近開發了一種混合體系結構，該體系結構通過將小分子引入CQD /有機堆疊結構中而克服了這些限制。他們創建的混合太陽能電池發表在《自然能源》上的一篇論文中，實現了卓越的PCE，即使長時間連續運行也可以保留這些PCE。

Se-Woong Baek表示：“這項研究的第一個挑戰是結合CQD的寬光吸收帶和有機分子的強(但窄)吸收系數的優勢，以創建更高性能的光伏平臺。”進行這項研究的研究人員告訴TechXplore。

研究人員從大約二十年前伯克利國家實驗室的研究小組進行的一項研究中汲取了靈感，該研究證明了使用半導體納米棒和聚合物制造混合太陽能電池的潛力。盡管伯克利實驗室的團隊和其他幾個團隊試圖將有機分子與CQD結合起來，但是Baek和他的同事們認為這很難實現，因為其混合架構所實現的器件性能低于典型的有機或僅CQD的半導體。因此，他們著手進一步研究CQD /有機半導體的潛力，試圖克服以前開發的體系結構的局限性。