محققان نشان دادند که با استفاده از نقاط کوانتومی می‌توان کارایی پیل‌های خورشیدی را ۳۰۰ تا ۷۰۰ درصد افزایش داد. این راهبرد می‌تواند رقابت‌پذیری این فناوری را نسبت به پیل‌های سیلیکونی افزایش دهد.
استفاده از نقاط کوانتومی برای افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی
محققان برای بهبود عملکرد پیل‌های خورشیدی به دنبال مواد جدیدی هستند. آنها به تازگی نشان دادند که نقاط کوانتومی می‌تواند در کارایی پیل‌های خورشیدی مؤثر باشند. یک تیم تحقیقاتی اقدام به استفاده از مقدار کمی نقاط کوانتومی به پیل خورشیدی کرده تا جذب نور افزایش یابد. آنها دریافتند که این کار موجب افزایش۳۰۰ درصدی جریان تولیدی شد. در شرایط مناسب، این افزایش جریان تا ۷۰۰ درصد نیز می‌رسد؛ دلیل این امر، افزایش نرخ حرکت الکترون‌ها از نقاط کوانتومی به پیل خورشیدی است که در این میان ذرات منگنز نقش اساسی دارند. نکته جالب اینجاست که این نوآوری توسط محاسبات نظری نیز تأیید شده و فرصت مناسبی برای استفاده از آن در سامانه‌های مختلف است.
توانایی تبدیل انرژی پیل‌های خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی به ۱۲ درصد رسیده است. با این حال هنوز این کارایی نسبت به سامانه‌های فتوولتائیک مبتنی بر سیلیکون پایین است، اما نتایج این پروژه نشان می‌دهد که این نوع پیل‌های خورشیدی می‌توانند قابل رقابت با همتایان سیلیکونی خود باشند.
نقاط کوانتومی ابعاد بسیار کوچکی دارند و امکان جذب نور خورشید را برای تبدیل به الکتریسیته دارا هستند. آنها یک باندگپ دارند که آن را می‌توان با تغییر ابعاد نقاط کوانتومی به دلخواه تنظیم کرد. این در حالی است که مواد توده‌ای، باندگپ ثابت دارند که وابسته به جنس و ترکیب شیمیایی ماده است. وجود ویژگی وابستگی باندگپ به ابعاد ذرات موجب شده تا نقاط کوانتومی ترکیبی جذاب برای استفاده در پیل‌های خورشیدی باشد؛ چرا که با استفاده از نقاط کوانتومی با ابعاد مختلف امکان به دام انداختن طیف‌های مختلفی از نور فراهم می‌شود.
این گروه نشان دادند که قابلیت تونل‌زنی نقاط کوانتومی در سطح تماس دو نقطه دلیل افزایش کارایی این سامانه است. هر چند در راهبردهای تقویت ساختار پیل خورشیدی، بهبود زمان عمر برانگیختگی و کانال‌های جذب نور ساز و کار اصلی برای افزایش کارایی قلمداد شده، اما این پروژه نشان می‌دهد که مسیر دیگری نیز موجب بهبودی کارایی پیل‌های خورشیدی حساس شده با نقاط کوانتومی می‌شود.
