據外媒報導，量子點在其眾多用途中已顯示出作為太陽能電池光伏材料的前景。近日，洛斯阿拉莫斯國家實驗室(LANL)的研究人員已經開發出一種新型的量子點太陽能電池，這種電池在保持效率的同時沒有使用在大多數電池中發現的有毒元素。
據了解，量子點太陽能電池面臨的主要問題是，它們是由鉛、鎘等有毒元素製成。因此，在這項新的研究中，LANL團隊嘗試了一種不同的方法，即用銅、銦和硒製作圓點然後再用鋅分層。
這些量子點隨後被嵌入到二氧化鈦薄膜的孔隙中。當暴露於太陽輻射下時，量子點吸收光子並向周圍的二氧化鈦釋放電子從而產生電流。將如此多的元素組合成量子點會帶來一些缺陷從而對設備的效率產生負面影響，但在這種情況下，研究小組發現這些缺陷實際上改善了光能轉換過程。
「我們對設備的測量結果感到驚喜，」該研究的首席作者Victor Klimov說道，「由於它們的組成非常複雜（四種元素合成在一個納米粒子中），這些點很容易產生缺陷。儘管有這些缺陷，它們卻在我們的太陽能電池中顯示出近乎完美的性能--我們在每100個吸收的光子中檢測到85個光電生成的電子，這意味著光子到電子的轉換效率有85%。」
不過這種電池的實際太陽能轉換效率要低得多--只有大約9%。這是量子點太陽能電池的平均水平，比幾個月前創下的16.6%的世界紀錄略低。但這個團隊的目標是無毒量子點而非是創造新的效率紀錄。
該團隊表示，這項研究表明，量子點太陽能電池在未來非常得有用。除了新發現的無毒性外，它們的生產成本也非常低而且可以相對容易地擴大規模。
相關研究報告已發表在《Nature Energy》上。