量子点在太阳能电池领域的应用

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量子点太阳能电池的优势与劣势
• 优势 • 劣势
1.能够有效降低太阳能电池的成本 1.能够有效降低太阳能电池的成本 2.能够制作柔性太阳能电池板 2.能够制作柔性太阳能电池板 3.具有较高的光电转换效率 3.具有较高的光电转换效率
1.技术不成熟，目前处于研发阶 技术不成熟， 技术不成熟 段 2.没有实现批量生产，短期内无 没有实现批量生产， 没有实现批量生产 法盈利
量子点技术改进太阳能电池
解说员：关昆（第八组） 组员：李颖、滕腾、刘宗邦、颜鹏、 关昆
太阳能电池的发电方式：
• 利用光电效应，将太阳辐射能直接转化为 电能，光电转化的基本装置就是太阳能电 池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应 而将太阳能直接转化为电能的器件。
普通太阳能电池的缺陷：
• 一般太阳能电池是通过太阳光照到半导体上后电 子的移动而产生电流的，采用硅半导体的太阳能 电池受到光照之后，半导体中的电子会自由旋转 半导体中的电子会自由旋转， 半导体中的电子会自由旋转 这些电子中，只有移向电极的电子才会转换成电 力。由于未移动到电极的电子不能发电，所以实 际上的发电效率较低。 • 目前太阳能电池存在能耗高、光电转换效率低 能耗高、 能耗高 光电转换效率低等 缺点, 其光电转换效率皆低于理论预测值的重要原 因之一是不能充分利用太阳光。电池太阳光损失 机制主要有是能量低于带隙的光子不能被吸收和 能量大于带隙的光子存在热损失。
限域效应
• 电子局限在纳米空间，电子输运受到限制， 电子平均自由程很短，电子的局域性和相 干性增强，将引起量子限域效应。量子点 中的电子或空穴量子化。
量子点的吸收光谱可以通过改变量子点的尺寸大小来控 制。
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通过改变量子点的尺寸和它的化学组成可以使其吸 收光谱覆盖整个可见光区。以CdTe（碲化镉）量子为 例，当它的粒径从2.5nm生长到4.0nm时，它们的吸收 波长可以从510nm红移到660nm
量子点的概念：
• 量子点，通常是一种Ⅱ-Ⅵ族或Ⅲ-Ⅴ族元素 组成的纳米颗粒，直径在1-100nm之间，能 够接受激光、产生荧光的半导体纳米颗粒。 量子点在生物标记、太阳能电池、发光器 件等领域具有广泛的应用前景
量子点效应：
• 2002 年,A. J. Nozik发现某些半导体量子点 发现某些半导体量子点 在蓝光或紫外线照射下能释放出两个以上 电子。 电子。2004 年, R. D. Schaller等在实验中 等在实验中 观察到PbSe (硒化铅）量子点产生多个电 硒化铅） 观察到 硒化铅 子空穴对的现象, 首先证实了A. 子空穴对的现象 首先证实了 J. Nozik 理 论的正确性。 论的正确性。2006年, 该小组又用高能紫外 年 线照射PbSe（硒化铅）和PbS（硫化铅 量 线照射 （硒化铅） （硫化铅)量 子点时发现吸收一个高能光子可产生7 子点时发现吸收一个高能光子可产生 个电 子空穴对, 大大提高了光量子产额。 子空穴对 大大提高了光量子产额。