محققان آمریکایی با اعمال پوششی از جنس نقاط کوانتمی CdSe/ZnS روی مواد آلی مبتنی بر پیرولین موفق به ارائه ترکیب جدیدی شدند که می‌تواند کارایی پیل‌های خورشیدی را افزایش دهد.
استفاده از نقاط کوانتومی برای افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی
محققان آمریکایی با اعمال پوششی از جنس نقاط کوانتمی
CdSe/ZnS روی مواد آلی مبتنی بر پیرولین موفق به ارائه ترکیب جدیدی
شدند که می‌تواند کارایی پیل‌های خورشیدی را افزایش دهد.
یک تیم
تحقیقاتی از مرکز نانومواد در دانشگاه نورث‌وسترن با همکاری محققانی از
گروه نانوفتونیک این دانشگاه موفق شدند مواد آلی مبتنی بر پیرولین (MOF) را
با استفاده از نقاط کوانتومی CdSe/ZnS پوشش‌دهی کنند. با این کار می‌توان
ترکیباتی ایجاد کرد که قادر به تبدیل انرژی خورشیدی به الکتریسیته با
کارایی بالا هستند. نتایج این پژوهش مسیر تولید ادوات تبدیل انرژی خورشیدی
را هموار می‌کند.
مزیت اصلی ترکیبات MOF آن است که خواص انتقال انرژی بالایی دارد
به‌همین دلیل در کاربردهای فتوشیمی این ماده می‌تواند مفید باشد. در کنار
این مزیت، این ترکیب دارای محدودیتی است باند جذب آن در طیف نور مرئی بسیار
محدود است. نقاط کوانتومی دارای جذب مناسبی در منطقه نور مرئی هستند
بنابراین در صورت ترکیب با MOF این مواد طیف وسیع‌تری را تحت پوشش قرار
می‌دهند. مطالعات نشر نوری این ترکیب نشان می‌دهد که خاصیت برانگیختگی نقاط
کوانتومی در صورت ترکیب شدن با خواص انتقال انرژی MOF می‌تواند کارایی این
سیستم را تا ۸۰ درصد افزایش دهد. نتایج این تست نشان می‌دهد که فوتون‌های
جذب شده توسط تک لایه MOF بیش از ۵۰ درصد افزایش داشته است. محققان
گروه‌های موجود در مولکول‌های پروفیرن ترکیب MOF را تغییر دادند و در نهایت
با این کار خواص انیزوتروپی سیستم را افزایش دادند. نتایج این پژوهش در
قالب دو مقاله تحت عناوین Energy Transfer from Quantum Dots to
Metal-Organic Frameworks for Enhanced Light Harvesting,” J. Am. Chem.
Soc و Light Harvesting and Ultrafast Energy Migration in Porphyrin-Based
Metal-Organic Frameworks در نشریه J. Am. Chem. Soc به چاپ رسیده
است.
