پیل خورشیدی کاراتر با نقاط کوانتومی

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا ایده‌ای تازه و ساده‌ای برای کنترل خواص نوری آرسنید ایندیم ارائه کردند. آنها برای کنترل خواص نقاط کوانتومی آرسنید ایندیم، به آن آنتیموانات آرسنید گالیم افزودند این ماده به لایه بالایی و زیرین نقاط کوانتومی افزوده شد. با این کار می‌توان هم اندازه و هم شکل نقاط را کنترل کرد همچنین امکان کنترل طول موج نور جذب و نشر شده وجود خواهد داشت. نتایج این پژوهش می‌تواند برای تولید نسل جدید پیل‌های خورشیدی مهم باشد.

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا ایده‌ای تازه و ساده‌ای برای کنترل خواص نوری آرسنید ایندیم ارائه کردند. آنها برای کنترل خواص نقاط کوانتومی آرسنید ایندیم، به آن آنتیموانات آرسنید گالیم افزودند این ماده به لایه بالایی و زیرین نقاط کوانتومی افزوده شد. با این کار می‌توان هم اندازه و هم شکل نقاط را کنترل کرد همچنین امکان کنترل طول موج نور جذب و نشر شده وجود خواهد داشت. نتایج این پژوهش می‌تواند برای تولید نسل جدید پیل‌های خورشیدی مهم باشد.

منگ سو از محققان این پروژه می‌گوید ما تصمیم گرفتیم روی یک سیستم جدید در آزمایشگاه کار کنیم این سیستم نقاط کوانتومی آرسنید ایندیم بود که درون لایه‌های آنتیموانات آرسنید گالیم قرار گرفته بود. این نانوساختار نیمه‌هادی می‌تواند برای ساخت پیل‌های خورشیدی با باند متوسط ایده‌آل باشد، دلیل این امر آن است که براساس محاسبات نظری این نانوساختارها کارایی بالایی در تبدیل نور خورشید به الکتریسیته دارند. کاری که ما انجام دادیم این بود که با قرار دادن نقاط کوانتومی درون آنتیموانات آرسنید گالیم موفق شدیم خواص نوری پیل‌های خورشیدی را بهبود دهیم. با این طراحی جدید ما روشی در دست داریم که می‌توان با آن خواص نوری محصول را کنترل کرد.
filereader.php?p1=main_9d6be7a965e8692cd
این نقاط کوانتومی دارای ساختار باند نوع دو هستند ( فقط یکی از انواع حمل کننده بار درون نقاط کوانتومی محدود است) این ویژگی پیش از این پیش بینی شده بود که اخیرا توسط محققان دانشگاه کالیفرنیا تایید شده است. این باند به‌صورت ویژه می‌تواند در پیل‌های خورشیدی باند متوسط تحریک شود. از آنجایی که طول عمر حمل‌کننده‌ها در آن بالا است، کارایی پیل خورشیدی نیز افزایش می‌یابد.
پژوهشگران این پروژه با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ الکترونی روبشی به مطالعه خواص ساختاری نقاط کوانتومی لایه‌ای پرداختند. خواص نوری این سیستم نیز توسط روش‌های طیف‌سنجی مورد بررسی قرارگرفت. نتایج نشان داد که انرژی انتقال حالت پایه نقاط کوانتومی با ریشه دوم دانسیته برانگیختگی آن رابطه خطی دارد. با استفاده از این نتایج می‌توان دریافت که چه نوع لایه‌ آنتیموانات آرسنید گالیم می‌تواند برای بهبود خواص نشر نوری نقاط کوانتومی آرسنید ایندیم مفید باشد.
نانوساختارهای نیمه‌هادی که این تیم تحقیقاتی ساخته با استفاده از اپیتاکسی پرتو مولکولی ایجاد می‌شود، روشی که برای کنترل ضخامت و ترکیب شیمیایی لایه‌های رشد کرده بسیار مناسب می‌باشد. انگیزه اصلی محققان از انجام این پروژه آن است که بتوانند نسل جدید پیل‌های خورشیدی را تولید کنند.