量子点敏化太阳电池的工作原理
量子点敏化太阳电池(QDSC)是用半导体量子点作为光捕获材料的敏化太阳电池。近日，华东理工大学化学学院钟新华教授课题组在此研究领域取得重大突破，将该类电池光电转换效率提升到经国家光伏质检中心认证的11.6%，较先前创造的9.0%纪录提高了29%。相关研究成果在《美国化学会志》上发表。
QDSC因具有高效率、低成本等特点，被认为是最有潜力的低成本第3代太阳能电池，具有重要的商业开发潜力和理论研究价值。虽然近年来QDSC的效率取得了令人鼓舞的进展(从2012的5%提高至数月前的9.0%)，但10%转换效率这一太阳电池商业应用的门槛，对QDSC来说仍是可望而不可及。另一方面，目前大部分高效率QDSC均是基于含高毒性铅、镉元素的量子点，这无疑将影响其日后商业应用。
基于“绿色”环保材料理念，钟新华课题组设计合成出具有优异光电性能的不含高毒性重金属的Zn-Cu-In-Se (ZCISe)合金量子点光捕获材料，并取得了11.61%的认证效率。这一结果为所有类型量子点太阳电池(包括敏化构型及异质结构型)的最高效率，同时也将QDSC光伏性能第一次提升到了与同类型染料敏化太阳电池相同水平。
据介绍，该工作主要由化学学院硕士研究生杜骏、博士研究生杜中林及中科院化学所胡劲松研究员完成，同时得到了日本Electro-Communications大学Qing Shen教授、华东理工大学化工学院龙东辉教授、东南大学孙立涛教授等课题组的通力协作。该研究成果也是华东理工大学化学学院龙亿涛教授领衔的基金委创新群体“面向能源的光电转换材料”项目又一新成果。
