【三為一價電子】

明道

【三為一價電子】

 

多種顏色的量子點

研究人員已經創造了一個新的材料，可以產生三個或更多的免費電子每次吸收單個光子。

這是不同於傳統的半導體，每個光子的產生只是一個自由電子。

基於微小的半導體稱為量子點的結構，新材料 - 代爾夫特科技大學在比利時，荷蘭和豐田歐洲的研究人員開發 - 可能有一天會被用來製造更高效的太陽能電池。

太陽能電池吸收光子，每解放一個電子和帶正電的孔旅行，在相反的方向，從而產生電壓和電流，可以做的工作。

然而，當一個電子是解放，是失去了很多的動能作為熱的半導體，而不是為有用的電能。

因此，研究人員正在熱衷於開發新材料在這種能量的部分或全部被抓獲，而不是浪費。

捕獲這種能量的方法之一是使用量子點薄膜解放一個電子所需的能量可以通過調整點的大小進行微調。

一個電子，因此可以騰出更多的電子，它通過一個點的過程稱為“承​​運人乘法”。

不幸的是，這種方法不涉及真正的自由電子和空穴 - 而是激子，這是對電子和空穴的束縛。

雖然激子可以分離成自由電荷通過施加電場或連接點，以另一種半導體材料，這兩種技術，降低設備的效率。

現在，米歇爾Aerts和他的同事已在承運人乘法自由電子，而不是激子發生了量子點的電影。

量子點是在每個直徑約為5 nm和化合物半導體硒化鉛。

電影本身是由浸漬石英襯底點的解決方案。

穩定，尚未進行

Aerts的挑戰之一是確保電子可以移動單個量子點之間容易。

這通常是一個問題，因為納米粒子都必須塗上絕緣的有機層，以防止從降解而電影正在取得。

那麼，什麼Aerts和他的同事是工作方式，在電影中刪除點的有機層，使傳導可能發生。

承運人乘法的過程，開始時是由量子點，它釋放出電子和空穴，然後可以到相鄰的點到解放進一步的電子和空穴吸收一個光子。

使用時間分辨的微波電導率（TRMC）的一種技術來測量薄膜的導電性，該小組能夠證明 - 平均 - 約3個自由電子電影400納米的紫外線照射時，每個光子的創建。

此波長可見光譜的邊緣，因此，在陽光充足。

aerts告訴physicsworld.com，球隊現在要設法使薄膜太陽能電池。

從理論上講，這種太陽能電池可以達到44％的效率，比傳統的矽電池35％的理論極限。

雖然量子點薄膜是相對便宜和容易產生，使他們的設備是不容易的。

除硒化鉛是一種有毒物質，量子點迅速惡化時暴露在空氣中。

這項研究是描述納米快報 10.1021/nl202915p。

關於作者

約翰斯頓是麥編輯physicsworld.com

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/2011/oct/18/three-electrons-for-the-price-of-one