一种新型的混合胶体量子点有机太阳能电池

固溶处理的半导体，包括钙钛矿和量子点等材料(即，量子尺寸范围内的小颗粒)，是电导率介于绝缘体和大多数金属之间的物质。已经发现，这种类型的半导体对于开发性能良好且制造成本低的新型光电子器件特别有前途。

最近，一些研究强调了通过结合胶体量子点(CQD)，可以收集红外光子的纳米颗粒和有机发色团(吸收可见光光子并赋予分子颜色的分子部分)来制造半导体的优势。尽管如此，到目前为止，由于不同组分之间的化学不匹配以及在实现电荷收集方面的挑战，基于CQD和发色团的混合光伏仅实现了低于10%的功率转换效率(PCE)。

多伦多大学和韩国KAIST的研究人员最近开发了一种混合体系结构，该体系结构通过将小分子引入CQD /有机堆叠结构中而克服了这些限制。他们创建的混合太阳能电池发表在《自然能源》上的一篇论文中，实现了卓越的PCE，即使长时间连续运行也可以保留这些PCE。

Se-Woong Baek表示：“这项研究的第一个挑战是结合CQD的宽光吸收带和有机分子的强(但窄)吸收系数的优势，以创建更高性能的光伏平台。”进行这项研究的研究人员告诉TechXplore。

研究人员从大约二十年前伯克利国家实验室的研究小组进行的一项研究中汲取了灵感，该研究证明了使用半导体纳米棒和聚合物制造混合太阳能电池的潜力。尽管伯克利实验室的团队和其他几个团队试图将有机分子与CQD结合起来，但是Baek和他的同事们认为这很难实现，因为其混合架构所实现的器件性能低于典型的有机或仅CQD的半导体。因此，他们着手进一步研究CQD /有机半导体的潜力，试图克服以前开发的体系结构的局限性。