量子點材料光伏電池的研究

1、本文由xiazyan 貢獻pdf文檔可能在WAP 端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT ，或下載源文件到本機查看。 SOLAR ENERGY技術與產(chǎn)品太 陽 能量子點材料光伏電池的研究大連交通大學 薛鈺芝摘 要：本文簡單分析現(xiàn)有光伏電池的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹第三代太陽電池的研發(fā)目標，對多層膜、 量子點材料的光伏電池的原理進行闡述。 關鍵詞：太陽能電池；多層膜；量子點概述太陽能是最清潔的可再生能源。當前，各國將太 陽能光伏發(fā)電擺在可再生能源利用的重要位置， 它已 成為全球增長最快的高新技術產(chǎn)業(yè)之一。 太陽能光伏 電池的研發(fā)經(jīng)歷了三個階段， 目前研發(fā)和商品化的為 第一、二代太陽電池（表 ） 。由表可見，

2、已商品化的 大部分為單晶、多晶硅材料的太陽電池。 常規(guī)單結半導體電池只能轉(zhuǎn)換接近和高于帶隙 能量的光子。導致效率降低的主要因素是（圖 ） ： （）光子激發(fā)電子 空穴對通過能帶間隙時，較高 能量（頻率高）和較低能量（頻率低）的光子的產(chǎn)表 第一、二代太陽電池 太陽電池 第一代太陽電池 組 分 單晶硅太陽電池 多晶硅太陽電池 非晶硅太陽電池 銅銦硒薄膜太陽 第二代太陽電池 （薄膜太陽電池） 電池 （） 太陽能電池 染料敏化 太陽電池 （實驗室） 將商品化 效 率 （） （實驗室） （產(chǎn)品） 商業(yè)化情況 實驗室 商品化 商品化 商品化 商品化 特 點 高效率 價格較貴 產(chǎn)品很多 價格較低但有衰退 銦是

3、稀有貴金屬 效率較高，價格貴 價格較低 不太穩(wěn)定（實驗室） 正在實現(xiàn)商品化 超過 空間應用出效率相同，導致效率降低 ； （）光子激發(fā)電 子 空穴的復合作用與材料缺陷及光激發(fā)逆過程有 關； （）電極引線接觸處復合作用等?？梢娞柟?譜能量并未得到充分的利用。根據(jù)理論計算，最大 的太陽能光電轉(zhuǎn)換效率可達 ；串列式太陽電 池的光電轉(zhuǎn)換效率最大為。 目前實驗室單晶硅 太陽電池最高效率僅為 ，因此，提高太陽能電 池的光電轉(zhuǎn)換效率大有潛力。 充分利用太陽能的全光譜，提高太陽電池的光 電轉(zhuǎn)換效率；降低成本，并有利于環(huán)境保護和生態(tài) 平衡，是第三代光伏電池的目標。為此，各國正在 開展以下幾方面的研究： （）應用

4、自然界含量豐富，無毒的原材料；經(jīng)15摻雜建立中間能隙，發(fā)揮雜質(zhì)光伏作用，增加能隙 值范圍的材料； （）對入射光進行波長調(diào)制，以獲 得與電池匹配的特性，在光伏電池中運用，以充分 利用全波長太陽光譜； （）研究“熱載流子”的光 伏特性； （）進行光伏學的模擬計算，研發(fā)應用軟 件； （）研究光與電磁相關的問題，進行天線結構 收集光的熱動力學計算、 表面電子振蕩的表面等離 子體的研究等； （）其他相關問題的研究。 歐共體 國綜合項目提出的目標為：研究多結 太陽電池（MJC ） ；熱光伏學（TPV ） ；中間帶太陽電 池和材料（IBC ） ；探索分子基礎的概念（MBC ） ；研 究加工技術和預期標準化工

5、作（MFG ） 。SOLAR ENERGY 1/2007SOLAR ENERGY太 陽 能 技術與產(chǎn)品 （）圖 導致光伏電池效率降低的因素示意圖關于多層膜材料光伏電池 采用納米多層膜微結構的材料制作光伏電池， 突破常規(guī)光伏電池的基本原理， 有望獲得較高的能 量轉(zhuǎn)換效率。主要原因為： （）納米微結構材料的 晶粒尺寸與載流子的散射長度是同數(shù)量級， 散射速 率減小，增長載流子的收集效率； （）由于微結構 的電子態(tài)密度增大，使其具有較強的吸收系數(shù)，控 制微結構的尺寸， 可吸收特定能量范圍的光子； （） 通過層與層的堆垛， 可在較寬的波長范圍內(nèi)光的吸 收能力增強， 將會提高光電轉(zhuǎn)換效率（） ； 納米多層

6、 膜中，多量子阱結構及雜質(zhì)能級將形成超晶格中的 微帶效應，使得電子可以在垂直于超晶格界面的方 向輸運， 發(fā)生共振隧穿、 場致局域態(tài)間的跳躍導電等 現(xiàn)象， 從而可大大提高光電轉(zhuǎn)換效率 （） ； 低維材料 熱載流子輻射收集時間比能量松弛時間短，運用熱 載流子的原理， 就有可能使全部電流輸出， 而熱晶格 即熱吸收體存在可以阻礙光生載流子能量發(fā)生松弛， 從而提高光電轉(zhuǎn)換效率。新一代光伏電池的研究將 按照由“多層膜疊層半導體材料量子阱材 料量子點材料”的路線發(fā)展。 關于量子點材料光伏電池 量子點具有比量子阱更強的作用， 可用量子點從 太陽光吸收一個寬排的光子能量后再發(fā)射幾個波長 的能量。 在實驗室開發(fā)量

7、子點物 質(zhì)，推進單層高效率太陽電池的研究。 用多層氧化硅（多層膜）中排列的 量子點層夾在 （ 型） （） 之間制成電池， 當達到層時， 量 子點的密度增大， 紅外光譜的吸收增強了 （與無 夾層比） ，使光生電流增加（低能區(qū)） ；但由于 量 子點又起到載流子復合與捕獲中心的作用而導致開 路電壓減小了。 可見為提高短路電流、 開路電壓， 必 須優(yōu)化設計量子點結構，以獲得較高的光電轉(zhuǎn)換效 率。 更重要的是， 要對 量子點層的機理進行研 究，并用以指導最佳化設計。 量子點被稱為“人造原子” ，一般尺度為幾十納 米， 其能帶結構與原子相象。 電子和空穴受到三維量 子限域效應影響而呈現(xiàn)不連續(xù)的能級。尺度直

8、接決 定量子點的能級。對于一維情況， 能級遵從式 （） ：16其中， 為普朗克常數(shù)（ ） ， 為 方向波矢量（ ） ， 為粒子等效 質(zhì)量， 為膜層厚度， 而為量子數(shù)。 所以厚度愈小， 量子化能級之間的能量差愈大。圖 為量子尺寸效 應的示意圖， 當尺寸減小時， 使得能隙上升。 式 （） 為一維情況，而量子點在三維情況下均有量子尺寸 效應，若采用量子點材料，將會有以下作用：圖 量子尺寸效應示意圖（） 吸收系數(shù)增大 量子點限域效應使能隙隨粒 ： 徑變小而增大，所以量子點結構材料可吸收寬光譜 的太陽光。量子點尺度更小時，處于強限域區(qū)易形 成激子，產(chǎn)生激子吸收帶，隨著粒徑的減小，吸收 系數(shù)增加。激子的最

9、低能量藍移。也使其對光的吸 收系數(shù)范圍擴大。 （）帶間躍遷，形成子帶：其光譜是由于帶間 躍遷的一系列線譜組成。帶間躍遷可以使得入射光 子能量小于主帶隙的光子轉(zhuǎn)化為載流子的動能。可 以有多個帶隙起作用，產(chǎn)生電子空穴對。 （）量子隧道效應與載流子的輸運：光伏現(xiàn)象 的實質(zhì)是材料的內(nèi)光電轉(zhuǎn)換特性，與電子的輸運特 性有密切關系。 電子在納米尺度量子點空間中運動， 當有序量子點陣列內(nèi)的量子點尺寸與密度可控時， 量子隧道效應更顯現(xiàn)，利于載流子輸運。因量子阱 在橫向的尺度不是納米量級，所以可能使得光生載 流子的逃逸容易在兩層膜之間發(fā)生。而量子點有三 維的量子限域作用，如果尺寸與密度控制得當，這 個問題可以避免

10、。 關于量子點對光生載流子的逃逸、 捕獲與復合的過程的機理有待于進一步探討。例如 量子點中光生載流子如何貢獻于光生電流 量 ； 子點能級的分布如何影響輻射復合幾率，從而影響 光伏電池的暗電流、開路電壓等；由量子點尺寸 決定的量子點能級的空間分布與量子點電池的轉(zhuǎn)換 效率之間有怎樣重要的關系；量子點尺寸和密度 控制在怎樣的程度方可以使轉(zhuǎn)換效率得到提高等等。 隨著量子點材料在發(fā)光材料的成功，量子點材料光 伏電池的研發(fā)也將取得成果。（參考文獻編者略）SOLAR ENERGY 1/20071本文由888ronglin 貢獻pdf文檔可能在WAP 端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT ，或下載源文件到本機

11、查看。 麴匭厘量子點材 料光伏 電池 的研究大連交通大學 薛鈺芝摘 要： 本文簡單分析現(xiàn)有光伏電池的發(fā)展現(xiàn)狀 ， 介紹第三代太陽電池的研發(fā) 目標 ，對多層膜 、量子點材料 的光伏 電池的原理進行闡述 。 關鍵詞 ：太 陽能電池；多層膜 ；量子點概 述 太陽能是最清潔 的可再生能源 。當前 ，各國將太 大部分為單晶 、多晶硅材料的太陽電池。陽能光伏發(fā)電擺在 可再生能源利用 的重要位置 ，它已 成為全球增長最快 的高新技 術產(chǎn)業(yè)之一 。太陽能光伏電池的研發(fā)經(jīng)歷了三個階段 ， 目前研發(fā)和商品化的為 第一 、二代太陽電池 （ 。由表可見，已商品化的 表 ）常 規(guī)單結半 導 體 電池 只能轉(zhuǎn)換 接近 和

12、高 于帶 隙 能量 的光子 。導致 效率 降低 的主 要因 素是 （ ： 圖 ） （ ）光子激發(fā)電子 一空穴對通過能帶間隙時 ， 較高能量 （ 頻率高）和較低能量 （ 頻率低）的光 了的產(chǎn)表 第 一、二代太陽 電池 一硼哪 ， 一唧 一 第一代 太陽電池單晶硅太陽電池多晶硅太 陽電池 （ ） 實驗室商品化高效率 磊貴 衰 產(chǎn)品很多第 二 代 太 陽 電 池非硅陽 晶太電 池 囂 價較 有 格低 衰 但退 篙 驗 在 商 銦 有 屬 ） 川 室 實品 是貴 ）正 現(xiàn) 化 稀 金 太陽能電池 超過 染料敏 化 太陽電池（ 薄膜太陽電池）空間應用 將商 品化效率較高 ，價格貴價格較低 不太穩(wěn)定（ 實

13、驗室）出效率相同，導致效率降低 ；（）光子激發(fā)電 子 一空穴 的復合 作 用與材 料缺 陷及 光激 發(fā)逆 過程 有 關 ；（）電極引線接觸處復合作用等?？梢娞柟?譜 能量并 未得 到充 分 的利用 。根據(jù)理 論 計算 ，最 大 的 太 陽能光 電轉(zhuǎn)換 效 率可達 ；串列式 太 陽電 池 的光 電轉(zhuǎn)換 效率 最大 為 。 目前 實驗室 單晶硅 太 陽電池最高效 率僅 為 ，因此 ，提 高太陽能電 池 的光 電轉(zhuǎn)換效 率大有潛力 。 充 分利 用太 陽能 的全光 譜 ，提高 太 陽電池 的光 電轉(zhuǎn) 換效 率 ；降 低 成本 ，并有 利 于環(huán)境 保護 和 生態(tài) 平衡 ，是 第三代 光伏 電池的 目

14、標 。為此 ，各 國正在開 展 以下 幾 方面 的研 究 ：摻 雜建立 中 間能隙 ，發(fā)揮雜 質(zhì)光 伏作 用 ，增 加能隙值范圍的材料；（）對入射光進行波長調(diào)制 ，以獲 得 與電池 匹配 的特 性 ，在光 伏 電池 中運用 ，以充分利 用全波 長太 陽光譜 ；（）研 究 “ 熱載 流子 ”的光伏特性；（）進行光伏學的模擬計算 ， 研發(fā)應用軟件 ；（）研 究光與 電磁 相關 的 問題 ，進行 天 線結構 收集光的熱動力學計算 、 表面電子振蕩的表面等離子 體 的研 究 等 ； （）其 他相 關 問題 的研 究 。 歐共 體 國 綜合項 目提 出的 目標為 ：研 究多 結太陽電池 （ ； ）熱光伏

15、學 （ ） ；中間帶太陽電 池和材料 （ ； ） 探索分子基礎的概念 （ ） 研 究加工 技術 和預 期標 準化 作 （ ） 二 。（）應用 自然界含量豐富 ，無毒的原材料 ；經(jīng) 其 中 ，為 普 朗克 常數(shù) （ ） ， 為 向波矢 量 （ ， 為粒子 等 效 方 ） 木 質(zhì) 量 ， 為 膜 層厚 度 ， 量 子數(shù) 。 以厚度 愈小 ， 而 為 所圖 導致光伏電池效率降低 的因素示意 圖量子 化能 級 之 間的 能量 差愈 大 。圖 為量 子尺 寸效 應 的示意 圖 ， 當尺 寸減 小時 ， 得 能隙 上升 。（ ） 使 式 關于多層膜材料光伏 電池 采 用 納米 多 層膜 微 結 構 的材

16、料 制作 光伏 電 池 ， 突破常規(guī)光伏電池的基本原理 ， 有望獲得較高的能 量轉(zhuǎn) 換效 率 。主 要原 因 為 ：（）納 米微 結 構材料 的 晶粒 尺寸 與載 流子 的散 射 長度 是 同數(shù) 量 級 ，散 射速 率減小，增長載流子 的收集效率；（ ）由于微結構 的 電子態(tài) 密度增 大 ，使其 具有 較強 的吸 收 系數(shù) ，控 制微結構的尺寸， 可吸收特定能量范圍的光子；（） 通過 層 與層 的堆垛 ，可在 較 寬的 波長 范 圍內(nèi)光 的吸 收能力增強 ， 將會提高光電轉(zhuǎn)換效率；（） 納米多層膜 中 ，多量 子阱 結構 及雜 質(zhì)能級 將形 成超 晶格 中的為一 維情 況 ，而量 子 點在三

17、維情 況 下均 有量 子尺 寸 效 應 ，若 采 用量 子 點材料 ，將 會 有 以下作 用 ：一收 系數(shù)范 圍擴 大 。圖 量 子 尺 寸 效應 示 意 圖微帶 效 應 ，使得 電 子可 以在垂 直于超 晶格 界面 的方 向輸運 ， 發(fā)生共振 隧穿 、 場致局 域態(tài) 間的跳躍 導 電等現(xiàn)象， 從而可大大提高光電轉(zhuǎn)換效率；（） 低維材料 熱 載流子 輻射 收集 時 間比能量松 弛 時 間短 ，運 用熱 載流子 的原理 ， 就有 可能使 全部 電流輸 出 ， 而熱 晶格 即熱吸 收體存在可 以阻礙光生載流 子能量 發(fā)生松弛 ， 從 而提高 光 電轉(zhuǎn) 換效 率 。新一 代光伏 電池的研 究將 按照

18、 由 “ 多層膜 疊層 半導體 材料 量子 阱材 料 量子點材 料 ”的路 線發(fā)展 。（） 吸收系數(shù)增大： 量子點限域效應使能隙隨粒 徑變 小而 增 大 ，所 以 量子 點結 構材 料可 吸 收寬 光譜 的 太 陽光 。量 子 點尺 度 更小 時 ，處 于強 限域 區(qū)易形 成激 子 ，產(chǎn) 生激 子吸 收帶 ，隨 著粒 徑 的減 小 ，吸收 系數(shù) 增加 。激 子 的最 低能 量藍 移 。也使 其對 光 的吸 （）帶間躍遷 ，形成子帶 ：其光譜是由于帶 間 躍遷 的一 系列線 譜組 成 。帶 聞躍遷 可 以使得 入 射光 子 能量小 于 主帶 隙 的光子 轉(zhuǎn)化 為 載流 子 的動 能 ?？?以 有

19、 多個 帶 隙起 作用 ，產(chǎn)生 電子 一空穴對 。 （）量子隧道效應與載流子的輸運 ：光伏現(xiàn)象 的 實質(zhì)是 材 料 的 內(nèi)光 電轉(zhuǎn) 換 特性 ，與 電子 的輸運 特 性有密切關系。 電子在納米尺度量子點空間中運動 ， 當 有 序量 子 點 陣列 內(nèi)的 量子 點尺 寸 與 密度 可 控時 ， 量子 隧道 效 應更 顯現(xiàn) ，利 于載 流子 輸 運 。因量子 阱在橫 向的尺 度不 是納 米 量級 ，所 以可能 使 得光生 載 流子 的逃 逸 容 易在兩 層膜 之 間發(fā) 生 。而 量子 點 有三 維 的量 子限 域作 用 ，如 果尺寸 與 密度控 制 得 當 ，這 個 問題可 以 避免 。 關于 量

20、子點對 光 生載 流子 的逃 逸 、 捕獲 與 復合 的過 程 的機理 有待 于 進一 步探 討 。例 如 量子 點 中光 生載 流 子如 何貢 獻于 光 生 電流 ； 量 子 點能級 的 分布 如何 影 響輻射 復 合 幾率 ，從 而影 響 光伏 電池 的暗 電流 、開 路 電壓 等； 由量 子點 尺寸 決 定的量 子 點能級 的空 間分布 與量 子 點 電池的 轉(zhuǎn)換 效 率之 間有 怎樣 重要 的關 系； 量 子 點尺寸 和 密度 控制 在怎樣 的程 度方 可以使轉(zhuǎn) 換效率 得到提 高等等 。 隨 著量子 點 材料 在發(fā) 光材料 的成功 ，量 子點 材料 光伏 電池 的研 發(fā)也 將取 得

21、成果 。（ 參考文獻編者略 ）關于量子點材料光伏電池 量子點具有 比量子 阱更強 的作 用 ， 可用 量子點從 太 陽光吸收 一個 寬排 的 光 子能 量后再 發(fā) 射幾個 波長 的能量 。 在實 驗室 開發(fā)量子 點物 質(zhì) ，推進 單層高 效率太 陽 電池 的研究 。 用多層氧化硅 （ 多層膜 ）中排列的 量子點層夾在 （ 型） 之間制 成電池 ， 一 （ ） 當達到 層時， 量 子點的密度增大 ， 紅外光譜的 吸收增強了 （ 與無 夾層 比） ， 使光 生 電流增加 （ 能區(qū) ） 低 ； 由于 但 量 子點又起到載流子復合與捕獲中心的作用而導致開 路電壓減 小 了。 見為提 高短路 電流 、

22、可 開路 電壓 ， 必 須優(yōu)化 設計 量子 點結 構 ，以獲得 較高 的光 電轉(zhuǎn) 換效 率。更重要 的是 ， 要 對 量子 點層 的機理 進行研 究 ，并 用 以指導 最佳化 設計 。 量 子點被稱 為 “ 造原子” 人 ，一般 尺度為 幾十納 米， 其能帶結構與原子相象。 電 子和空穴受到三維量 子限域 效 應影 響而呈 現(xiàn)不 連續(xù) 的能級 。尺度直 接決 定量子點的能級。對于 一 維情況 ， 能級遵從式 （） ： 1 本文由 xiazyan 貢獻 pdf 文檔可能在 WAP 端瀏覽體驗不佳。建議您優(yōu)先選擇 TXT，或下載源文件到本機查看。 SOLAR ENERGY 技術與產(chǎn)品 太 陽 能

23、量子點材料光伏電池的研究 大連交通大學 薛鈺芝 摘 要：本文簡單分析現(xiàn)有光伏電池的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹第三代太陽電池的研發(fā)目標， 對多層膜、 量子點材料的光伏電池的原理進行闡述。 關鍵詞：太陽能電 池；多層膜；量子點 概述 太陽能是最清潔的可再生能源。 當前， 各國將太 陽能光伏發(fā)電擺在可再生能源利用的重 要位置， 它已 成為全球增長最快的高新技術產(chǎn)業(yè)之一。 太陽能光伏 電池的研發(fā)經(jīng)歷了三 個階段， 目前研發(fā)和商品化的為 第一、 二代太陽電池 （表 ） 。 由表可見， 已商品化的 大 部分為單晶、多晶硅材料的太陽電池。 常規(guī)單結半導體電池只能轉(zhuǎn)換接近和高于帶隙 能量 的光子。導致效率降低的主要因素是

24、（圖 ） ： （）光子激發(fā)電子 空穴對通過能帶 間隙時，較高 能量（頻率高）和較低能量（頻率低）的光子的產(chǎn) 表 第一、二代太陽電池 太陽電池 第一代太陽電池 組 分 單晶硅太陽電池 多 晶硅太陽電池 非晶硅太陽電池 銅銦硒薄膜太陽 第二代太陽電池 （薄膜太陽電池） 電池 （） 太陽能電池 染料敏化 太陽電池 （實 驗室） 將商品化 效 率 （） （實驗室） （產(chǎn)品） 商業(yè)化情況 實驗室 商品化 商品化 商品化 商品化 特 點 高效率 價格較貴 產(chǎn)品很多 價格較低但有衰退 銦是稀有貴金屬 效率較高，價格貴 價格較 低 不太穩(wěn)定 （實驗室） 正在實現(xiàn)商品化 超過 空間應用 出效率相同，導致效率降低

25、 ； （）光子激發(fā)電 子 空穴的復合作用與材料 缺陷及光激發(fā)逆過程有 關； （）電極引線接觸處復合作用等?？梢娞柟?譜能量并未得 到充分的利用。根據(jù)理論計算，最大 的太陽能光電轉(zhuǎn)換效率可達 ；串列式太陽 電 池的光電轉(zhuǎn)換效率最大為。 目前實驗室單晶硅 太陽電池最高效率僅為 ，因此，提高太陽能電 池的光電轉(zhuǎn)換效率大有潛力。 充分利用太陽能的全光譜， 提高太陽電池的光 電轉(zhuǎn)換效率；降低成本，并有利于環(huán)境保護和生態(tài) 平衡，是第三代光伏 電池的目標。為此，各國正在 開展以下幾方面的研究： （）應用自然界含量豐富，無毒 的原材料；經(jīng) 15 摻雜建立中間能隙，發(fā)揮雜質(zhì)光伏作用，增加能隙 值范圍的材料；

26、（）對入射光進 行波長調(diào)制，以獲 得與電池匹配的特性，在光伏電池中運用，以充分 利用全波長太陽光譜； （） “熱載流子” 研究 的光 伏特性；（） 進行光伏學的模擬計算， 研發(fā)應用軟 件；（） 研究光與電磁相關的問題，進行天線結構 收集光的熱動力學計算、 表面電子振蕩的表面等 離 子體的研究等； （）其他相關問題的研究。 歐共體 國綜合項目提出的目標為：研 究多結 太陽電池（MJC） ；熱光伏學（TPV） ；中間帶太陽電 池和材料（IBC） ；探索分 子基礎的概念（MBC） ；研 究加工技術和預期標準化工作（MFG） 。 SOLAR ENERGY 1/2007 SOLAR ENERGY 太 陽

27、 能 技術與產(chǎn)品 （） 圖 導致光伏電池效率降低的因素示意圖 關于多層膜材料光伏電池 采用納米多層膜微結構的材料制作光伏電池， 突破常規(guī) 光伏電池的基本原理， 有望獲得較高的能 量轉(zhuǎn)換效率。主要原因為： （）納米微結構材 料的 晶粒尺寸與載流子的散射長度是同數(shù)量級， 散射速 率減小，增長載流子的收集效率； （）由于微結構 的電子態(tài)密度增大，使其具有較強的吸收系數(shù)，控 制微結構的尺寸， 可 吸收特定能量范圍的光子； （） 通過層與層的堆垛， 可在較寬的波長范圍內(nèi)光的吸 收 能力增強， 將會提高光電轉(zhuǎn)換效率（） ； 納米多層 膜中，多量子阱結構及雜質(zhì)能級將 形成超晶格中的 微帶效應， 使得電子可以

28、在垂直于超晶格界面的方 向輸運，發(fā)生共振隧穿、 場致局域態(tài)間的跳躍導電等 現(xiàn)象， 從而可大大提高光電轉(zhuǎn)換效率 （） ； 低維材料 熱 載流子輻射收集時間比能量松弛時間短， 運用熱 載流子的原理， 就有可能使全部電流輸出， 而熱晶格 即熱吸收體存在可以阻礙光生載流子能量發(fā)生松弛， 從而提高光電轉(zhuǎn)換效率。新 一代光伏電池的研究將 按照由“多層膜疊層半導體材料量子阱材 料量子點材 料”的路線發(fā)展。 關于量子點材料光伏電池 量子點具有比量子阱更強的作用， 可用量 子點從 太陽光吸收一個寬排的光子能量后再發(fā)射幾個波長 的能量。 在實驗室開發(fā)量子點物 質(zhì)，推進單層高效率太陽電池的研究。 用多層氧化硅（多層膜）中排列的 量子點層夾在 （ 型） （） 之間制成電池， 當達到層時， 量 子點的密度增大， 紅外光譜的吸收增強了 （與 無 夾層比） ，使光生電流增加（低能區(qū)） ；但由于 量 子點又起到載流子復合與捕 獲中心的作用而導致開 路電壓減小了。 可見為提高短路電流、 開路電壓， 必 須優(yōu)化設計 量子點結構，以獲得較高的光電轉(zhuǎn)換效 率。 更重要的是， 要對 量子點層的機 理進行研 究， 并用以