美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室(LosAlamosNationalLaboratory)的一個研究小組聲稱，他們已經開發出一種不含鉛或其他有毒元素的量子點太陽能電池，轉換效率從9%到10%不等。

科學家們將摻鋅的膠體半導體量子點嵌入到一個高度多孔的二氧化鈦薄膜中，作為電荷收集電極嵌入到一個銅、銦和硒(CIS)太陽能電池中。

量子點能夠捕獲入射的太陽光子，并將緊密結合的電子釋放到一個高遷移率的傳導帶中。“這些電子隨后被轉移到二氧化鈦電極，最終產生了光電流，”學者們解釋說。

研究人員稱，雖然在量子點的復雜結構中發現了一些缺陷，但這些缺陷對設備性能影響不大。“盡管它們對光致發光動力學有著深遠的影響，但表面修飾對光電性能的影響卻出奇地小，這表明粒內缺陷并不會阻礙光轉換過程，反而會促進光轉換過程，”研究小組說。

這也解釋了每吸收100個光子，就會檢測到85個光電子，這意味著光子到電子的轉換效率為85%。科學家們證實：“高的光轉換效率與卓越的缺陷耐受性和無毒成分的組合，使得這些量子點成為用于實現廉價，易于擴展和潛在可拋棄型太陽能電池的非常有前途的材料。”

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量子點是一種半導體材料的納米顆粒，能夠攜帶電荷。在過去至少十年里，科學家們一直在研究量子點在各種材料中的太陽能電池潛能。自從2010年首次報道量子點技術的電池效率以來，量子點已經取得了令人矚目的進展。

今年3月，韓國蔚山國家科學技術研究院(UNIST)的研究人員發明了一種效率為12.82%的有機混合串聯光伏器件，該器件結合了量子點和有機體異質結(BHJ)光活性材料。他們聲稱，在已報道的膠體量子點細胞中，包括單結器件和串聯器件，這種效率是最高的。

據小組調查，一個月前澳大利亞昆士蘭大學的科學家們用鹵化物鈣鈦礦合成了一種量子點太陽能電池，效率達到了16.6%。NREL與類似的鹵化鈣鈦礦一起使用，將2017年量子點電池效率的紀錄刷新了13.4％。