1、量子點(diǎn)太陽能電池,Optical Properties Of Quantum Dots,a) Multiple colors,b) Photostability,c) Wide absorption and narrow emission,d) High quantum yield,Quantum Yield 60 70 %,Single source excitation,(Tellurium),傳統(tǒng)染料和量子點(diǎn)的區(qū)別,(A) Excitation ( dashed) and fluorescence ( solid) spectra of fluorescein; (B) A typica

2、l water-soluble nanocrystal sample in PBS,傳統(tǒng)熒光素,量子點(diǎn),激發(fā)光-虛線；發(fā)射光-實(shí)線；半峰高寬度：67nm vs. 32nm；10%峰高寬度：100nm vs. 67nm；量子點(diǎn)光譜優(yōu)點(diǎn)： 無紅外延伸，連續(xù)、寬激發(fā)譜,廣激發(fā)譜，窄發(fā)射譜,染色穩(wěn)定性,10,The quantum dot band gap is tunable and can be used to create intermediate bandgaps. The maximum theoretical efficiency of the solar cell is as high

3、as 63.2% with this method.,（三）量子點(diǎn)中間能帶太陽能電池,量子點(diǎn)中間帶材料可通過尺寸為納米量級(jí)的半導(dǎo)體量子點(diǎn)鑲嵌在三維的寬帶隙半導(dǎo)體材料中來實(shí)現(xiàn) 量子點(diǎn)為勢(shì)阱，寬帶隙半導(dǎo)體為勢(shì)壘。,（1）量子點(diǎn)的緊密排列使得勢(shì)壘區(qū)很窄， 電子具有共有化運(yùn)動(dòng)特征， 繼而形成子帶； （2）可以通過對(duì)勢(shì)壘區(qū)進(jìn)行 型調(diào)制摻雜來滿足中間帶半滿的要求，調(diào)制摻雜的濃度大概等于量子點(diǎn)的濃度；,(1)要求價(jià)帶到中間帶的吸收系數(shù)比中間帶到導(dǎo)帶的吸收系數(shù)大； (2)要求中間帶必須是半滿的，且應(yīng)有足夠的電子空穴密度，能夠滿足電子從價(jià)帶到中間帶然后從中間帶到導(dǎo)帶的躍遷需求； (3)要求量子點(diǎn)具有合適的尺寸、

4、形狀以及組分，以獲得位于價(jià)帶和導(dǎo)帶中間合適位置的局域能級(jí)； (4)要求量子點(diǎn)間形成緊密的三維周期排列; (5)要求量子點(diǎn)陣列中量子點(diǎn)單元尺寸均一度好（尺寸分散性10%）;,量子點(diǎn)中間能帶太陽能電池的基本要求,（四）量子點(diǎn)多激子太陽能電池,太陽光譜涵蓋的能量約在0.33 eV之間，比大部分半導(dǎo)體能隙還大，因此當(dāng)陽光照射在這些材料時(shí)會(huì)產(chǎn)生能量比能隙高的電子或電洞，稱為熱載子(hot carriers)。在塊材半導(dǎo)體中，熱載子會(huì)在數(shù)皮秒內(nèi)迅速冷卻并釋放出聲子(phonon)，亦即透過晶格振蕩將能量以熱的形式釋出，這正是現(xiàn)行的太陽電池有高達(dá)50%能量損失的主因。因此如何有效利用熱載子的能量來產(chǎn)生更多激子，是發(fā)展光伏元件的重要議題。 由于量子局域效應(yīng)(quantum confinement effect)之賜，量子點(diǎn)能帶內(nèi)的能階(intra-band energy levels)有較大的間距，與聲子間的交互作用較小，因此能克服這個(gè)問題。,（五）量子點(diǎn)染料敏化太陽能電池,（1）在包覆劑TOP或TOPO的作用下合成單分散的量子點(diǎn)懸浮液； （2）將光陽極材料浸入雙功能分子連接劑（常用COOH-R-SH）中，連接劑的COOH-將與TiO2表面的-OH基產(chǎn)生化學(xué)連接； （3）將修飾后的光陽極材料浸入量子點(diǎn)溶液中幾小時(shí)或幾天，使量子點(diǎn)與光陽極表面的功能基團(tuán)-SH產(chǎn)生化學(xué)