據(jù)外媒NewAtlas報道，微小的半導體點足夠小以利用量子力學的怪異性，在太陽能方面具有很大的潛力。這些靈活、便宜的量子點可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硅用作光伏材料，有望帶來許多好處，但它們將太陽光轉換為能量的效率尚不是其中之一。研究此問題的科學家日前取得了重大突破，其開發(fā)的量子點太陽能電池比此前的世界紀錄高出近25％，并使柔性、透明太陽能電池的想法更近了一步。

量子點太陽能電池具有被制造成薄、輕、柔性的薄膜的能力，這些薄膜可以從太陽產生電能，因此，量子點太陽能電池已經成為該領域科學家真正關注的焦點。但是，它們遠遠落后于標準太陽能電池的20％左右的效率，但科學家們現(xiàn)在已在逐步縮小差距。

由美國國家可再生能源實驗室（NREL）創(chuàng)下的量子點太陽能電池轉換效率的先前記錄為13.4％。澳大利亞昆士蘭大學的科學家現(xiàn)已取得了重大進步，創(chuàng)下16.6％的新世界紀錄，并通過獨立測試進行了驗證。

“我們的效率比以前的世界紀錄提高了近25％，這很重要，”領導這項研究的王連舟（音譯）教授說道。“這實際上是量子點太陽能電池技術令人興奮的'前景'與商業(yè)可行之間的區(qū)別。”根據(jù)該團隊的說法，其他量子點的表面可能非常粗糙且不穩(wěn)定，這會阻礙其效率。他們通過一種新的制造技術克服了這一問題，該技術為他們的新型量子點提供了新的特性來克服這些缺陷。

Wang告訴《新地圖集》，“我們有意控制了量子點上的表面功能化學物質，從而開發(fā)了一種新的表面工程方法，不僅可以穩(wěn)定量子點，還可以保持電子通過（電流）的平滑路徑。”

根據(jù)王連舟和其團隊的說法，這些效率水平開啟了一些令人興奮的可能性。由于這些量子點具有柔韌性，并且可以以成本有效的方式大規(guī)模打印，因此，通過進一步的工作，它們可以采用透明蒙皮的形式，該蒙皮可以疊放在飛機、汽車和房屋上以發(fā)電。現(xiàn)在，他們將繼續(xù)通過開發(fā)該技術以完成這些目標。

王連舟表示：“將來，我們將進一步提高量子點太陽能電池的效率，擴大太陽能電池在柔性和透明基板上的打印技術，以用于建筑窗戶、可穿戴電子設備，并將量子點的應用擴展到LED等其他領域。”

這項研究發(fā)表在《自然能源》雜志上。

光敏蛋白+量子點造出新型太陽能電池

俄羅斯國立核能研究大學莫斯科物理工程學院的科研人員以量子點和光敏蛋白組成的混合材料為基礎，研發(fā)出一種新型太陽能電池。有關專家指出，這種電池在轉化太陽能和光學信息處理方面具有極大潛力。相關研究發(fā)表在《光敏傳感器和生物電子學》雜志上。

單細胞生物的蛋白能夠把光能轉化成化學能（類似植物的葉綠素），這一切是通過細胞膜的正電荷傳遞發(fā)生的。單細胞與葉綠素的重大區(qū)別在于離開氧氣存活的能力，單細胞生物能生活在類似死海深處、極富侵蝕性的環(huán)境中。從進化的角度來說，它們的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和光學穩(wěn)定性高。在此情況下，單細胞生物的蛋白可在億萬分之一秒內多次改變顏色，因此是制造全息處理器的極有前景的材料。

研究人員將單細胞蛋白與半導體納米粒子（量子點）結合起來，大大改善了這些性能。維克托·克里文科夫介紹說：“我們制造了高效運行的光敏晶格，它在光子能非常低的光的影響下產生電流。在普通條件下，這種光敏晶格不工作，因為光敏分子只在非常狹窄的能量范圍內吸收光。而量子點只在非常寬廣的范圍內才能這么做，甚至可以把兩個低能光子轉變?yōu)橐粋€高能光子，就像把它們合并在一起一樣。”

有關專家指出，上述研究顯示了在生物結構的基礎上制造高效光敏元件的潛力。它們不僅能應用在太陽能轉化中，也可用在光學信息處理中。