Ein internationales Forschungsteam, das aus China, Deutschland, Japan und den Vereinigten Staaten besteht, hat einen Weg entdeckt, leitfähige kolloidale Quantenpunkt -Tinte (CQD) wirtschaftlich zu synthetisieren und zu stabilisieren. Das Material wurde verwendet, um Quantenpunktfilme in großartigen Photovoltaik-Geräten mit einer zertifizierten Effizienz von 10%herzustellen, und die Batterieeffizienz der Labormaßnahme beträgt bis zu 13,40%.
In der Vergangenheit wurde in der Vergangenheit eine kolloidale Quantenpunkt-Technologie als potenziell kostengünstige, hocheffiziente Dünnfilm anstelle einer herkömmlichen Siliziumphotovoltaik-Technologie vorgeschlagen, aber Syntheseprozesse mit niedrigem Rücken, unkontrollierbarkeit, materielle Instabilität und relativ hohe Kosten haben den Fortschritt behindert.
Unser Projekt erreichte erfolgreich kostengünstige Prozesse und kolloidaler Quantenpunkt-Filmdruck mit kolloidalem Quantenpunkt, wodurch die Lücke zwischen hohen Kosten und kommerzieller Machbarkeit effektiv geschlossen wurde, sagte der entsprechende Autor Liu Zeke. Die Innovation unserer Forschung ist die Integration der fortschrittlichsten und kostengünstigsten kolloidalen Quantenpunkt-Synthese-Technologie: Direkte Synthese (DS) von leitenden kolloidalen Quantenpunkt-Tinten mit Lösungschemieingenieurstrategien (SCE) zur Verbesserung der Tintenstabilität.
Professor Liu wies darauf hin, dass die Methode die Ionenkonfiguration und die Oberflächenstruktur optimiert und die irreversible kolloidale Quantenpunkt -Aggregation und -Fusion erheblich verringert. Er sagte: Diese Innovationen ermöglichen es, qualitativ hochwertige kolloidale Quantenpunktfilme von großer Area zu sehr günstig gedruckt zu werden, wodurch kolloidaler Quantenpunkt-Photovoltaik-Technologie kommerzieller machbarer wird.
Forscher haben die intrinsische Korrelation zwischen irreversibler Quantenpunktaggregation, nanoskaliger morphologischer Evolution und den erzeugenden morphologischen Defekten und ihre entscheidende Rolle bei der Leistung großer Fläche entdeckt. In Experimenten, die eine Reihe von Dispersionen in Lösungsmitteln testen, beschrieben Wissenschaftler, wie sie eine iod-reiche Umgebung in einem schwachen Koordinationslösungsmittel schaffen und Jod-Blei in funktionelle Anionen umwandeln, die in eine feste Oberflächenhülle kondensieren, was zu einer stabilen Tinte führt.
Anschließend wurde die Methode der Lösung Chemical Engineering (SCE) von CQD-Filmen sowohl in großflächigen CQD-Solargeräten als auch in Labormaßnahmen verifiziert. Professor Liu sagte: Wir haben eine zertifizierte Energieumwandlungseffizienz (PCE) von mehr als 10% der großartigen Komponenten erreicht und 13,40% der kleinen Batterien erreicht, was einen neuen Benchmark festlegt und die Materialkosten auf weniger als 0,06 US-Dollar/Watt senkt. Die CQD Solar Cell Certification wird durch das National Solar Photovoltaic Product Quality Supervision and Inspection Center (CPVT) abgeschlossen.
Die Überprüfung wurde in einem Solarzellenstapel durchgeführt, der eine CQD-Matrix enthielt, die zwischen Zinkoxid (ZnO) -Nanokristallen und P-Typ-Polymermaterial (PBDB-T) eingeklemmt war. Mit Ausnahme des Indium -Zinnoxids (ITO) und der Silber (AG) -Anode wird die Filmablagerung mit einem Spit -Würfelkopf beschichtet. Standardstabilitätstests in Umgebungsluft zeigen, dass auf SCE-Tintenbasis auf Photovoltaikgeräten auf SCE-Basis bis zu 50 Tage arbeiten.
Auf die Frage nach zukünftigen Forschungsplänen sagte Professor Liu, dass das Ziel der Forscher darin besteht, das Umfang der kolloidalen Quantenpunkt -Tinte zu erweitern und die Effizienz von kolloidalen Quantenpunkt -Solarzellen zu verbessern., und erweitern Sie seinen Anwendungsbereich. Wir werden die Anwendung dieser Technologie auf eine Vielzahl von Quantenpunkten untersuchen, einschließlich niedriger toxischer Varianten sowie flexible Elektronik. Sagte Professor Liu.
Professor Liu sagte, sie werden auch andere Themen wie das Anwendungspotential von kolloidalen Quantenpunkten (CQDs) in Nahinfrarotdetektoren und Kurzwellen-Infrarot-Sensoren (SWIR) untersuchen, und er glaubt, dass kolloidale Quantenpunkte in Anwendungen wie künstliche Intelligenz (AI) wie autonomische Fahrzeuge und industrielle Automatisierung Potenzial haben.
Die neue Lösung wird in der Arbeit veröffentlicht, „durch Überwindung von Effizienz und Kostenhindernis für großartigen Quantenpunkt-Photovoltaiks durch stabile Tintenbautechnik“.
Die Mitglieder des Forschungsteams stammen von der Soochow University, der Shenzhen University of Technology, der South China University of Technology, der Yunnan University sowie der University of Tokyo, der University of Tokyo, der University of Electrical and Communications sowie der Hitachi Hi-Tech Company in Japan. Darüber hinaus zählen die Teammitglieder Wissenschaftler der University of Erlangen Nürnberg, Helmholtz Ellangen Nürnberg Renewable Energy Research Institute, die Technische Universität von München sowie das Nord -Illinois der Universität von Nord -Illinois, das National Laboratory National Renewable Energy in den Vereinigten Staaten.