پژوهشگران دانشگاه تورنتو با همکاری محققان دانشگاه ملک عبدالله گام‌های موثری در توسعه فیلم‌های ساخته شده نقاط کوانتومی کلوئیدی برداشتند. یافته‌های این گروه تحقیقاتی می‌تواند منجر به تولید پیل‌های خورشیدی کاراتر شود. نتایج این تحقیق در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.
رکورد جدیدی در تولید پیل خورشیدی کاراتر
این گروه تحقیقاتی به رهبری تد سارجنت موفق به تولید پیل خورشیدی از مواد ارزان‌قیمت شده است که کارایی آن ۷ درصد است. این رقم رکوردی در این حوزه محسوب می‌شود. سوزانا تون یکی از نویسندگان این مقاله می‌گوید پیش از این پیل‌های خورشیدی که با استفاده از نقاط کوانتومی ساخته شده بود دارای محدودیت بود این محدودیت مقدار مساحت سطح درون نانوذرات در فیلم‌ها است که موجب می‌شود تا استخراج الکتریسیته از آنها دشوارشود. کاری که ما کردیم این است از شیمی آلی و معدنی برای ایجاد سطح مناسب استفاده کردیم.
نقاط کوانتومی مواد نیمه‌هادی هستند که ابعاد نانومتری دارند، از آنها می‌توان در تمام طیف‌های انرژی برای جذب نور خورشید استفاده کرد به‌طوری که جذب طول‌موج‌های مرئی تا نامرئی با استفاده از آنها امکان پذیر است. پیش از مواد نیمه‌هادی گران‌قیمت برای تولید این پیل‌ها استفاده می‌شد که سرعت حرکت الکترون در آنها کند بود اما در این فیلم‌ها سرعت بالا بوده و همپنین هزینه تولید پیل نیز کاهش می‌یابد. این تحقیقات مسیر تولید پیل‌های ارزان قیمت و انعطاف‌پذیر را هموار می‌کند. در واقع می‌توان از این فناوری برای تولید پیل‌هایی استفاده کرد همانند چاپ روزنامه، تولید انبوه آنها ساده است.
این گروه تحقیقاتی موفق شدند با این روش کارایی سیستم را ۳۷ درصد بیشتر از آنچه که پیش از این انجام شده بود، افزایش دهند. برای بهبود کارایی این پیل‌ها محققان بایستی هم تعداد دام‌های الکترونی را افزایش می‌دادند و هم باید مطمئن می‌شدند که فیلم مورد استفاده به‌قدری کافی مستحکم است که نور را به اندازه کافی جذب کند. به این راهبرد جدید طرح غیرفعالی هیبریدی اطلاق می‌شود.
الکس آی‌پی از محققان این پروژه می‌گوید دقیقا بعد از سنتز نقاط کوانتومی با افزودن اتم‌های کلر ما توانستیم برآمدگی‌هایی روی فیلم ایجاد کنیم که به‌عنوان سایت‌های به‌دام اندازی الکترون عمل می‌کند. برای این کار از اتصال دهنده‌های آلی کوتاه استفاده کردیم با این کار نقاط کوانتومی در فیلم به یکدیگر نزدیکتر می‌شوند.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که استفاده از اتصال دهنده‌های آلی برای انجام این کار ضروری هستند.
