تولید بهینه ترین سلول خورشیدی

محققان موفق به پیشرفت دادن فیلم‌های نقاط کوانتومی کلوئیدی (CQD) شدند که منجر به تولید کارآمدترین سلول خورشیدی CQD شد. 
دانشمندان دانشگاه تورنتو و دانشگاه علوم و فناوری ملک عبدالله در عربستان سلول خورشیدی را با استفاده از مواد ارزان‌قیمت تولید کردند که دارای رکورد جهانی 0.7 کارآیی است. 
به گفته «دکتر سوزانا تون» یکی از نویسندگان ارشد این تحقیق، قبلاً سلول‌های خورشیدی نقطه کوانتومی توسط نواحی سطح درونی نانوذرات موجود در فیلم محدود می‌شدند که این امر استخراج جریان الکتریسیته را دشوار می‌کرد. 
موفقیت جدید از ترکیبی از شیمی آلی و غیرآلی برای پوشیدن کامل تمامی سطوح بی‌حفاظ حاصل شده است. 
نقاط کوانتومی نیمه رسانا بوده و اندازه آن‌ها فقط چند نانومتر است و می‌توانند جهت برداشت الکتریسیته از تمامی طیف خورشیدی به کار روند. این طیف شامل تمامی طول موج‌های مرئی و غیرمرئی است. 
بر خلاف تکنیک‌های کنونی و کند رشد نیمه‌رساناها، فیلم‌های CQD می‌توانند همانند رنگ یا جوهر به سرعت و با بهای پایینی تولید شوند. 
این تحقیق که رهبری آن را پروفسور تد سارجنت بر عهده داشت، راه را برای تولید سلول‌های خورشیدی بر روی لایه‌های قابل ارتجاع درست مانند انتشار سریع روزنامه‌ها در مقیاس انبوه هموار می‌کند. 
سلول تولید شده نمایانگر 37 درصد کارایی در مقایسه با سلول‌های رکوردار پیشین است. برای ارتقا کارآیی آن، محققان خواستار یافتن راهی بودند که ازتعداد "تله‌ها" برای الکترون‌های مرتبط با کیفیت سطحی ضعیف بکاهد و همزمان تضمین کند که این فیلم‌ها برای جذب نور تا اندازه‌یی که ممکن است، خیلی متراکم هستند. راه حل آن‌ها طرح «مجهول‌سازی هیبریدی» (hybrid passivation) بود. 
با معرفی اتم‌های کوچک کلر بلافاصله پس از سنتز کردن نقاط، دانشمندان قادر به وصله کردن شکاف‌ها و برآمدگی‌های دور از دسترس پیشین شدند که این امر منجر به ایجاد تله‌های الکترونی شد. آن‌ها سپس از لینکرهای آلی کوتاه برای نزدیک‌تر کردن نقاط کوانتومی واقع در فیلم به یکدیگر استفاده کردند. این تحقیق نشان داد که تبادل لیگاند آلی برای به دست آوردن متراکم‌ترین فیلم‌ها ضروری‌اند. 
گروه تحقیقاتی از شیوه‌های دستگاه تقویت و تسریع ذرات باردار الکترونی به همراه رزولوشن زیرنانومتر برای شناسایی ساختار فیلم‌ها استفاده کردند. این روش همچنین نشان داد که شیوه مجهول‌سازی هیبریدی به متراکم‌ترین فیلم‌ها با نانوذرات با نزدیک‌ترین بسته‌بندی منتج شد. 
این موفقیت مسیرهای متعددی برای تحقیقات آتی و ارتقا کارایی دستگاه‌‌ها پیش روی دانشمندان قرار می‌دهد و همچنین در تولید انرژی خورشیدی قابل اعتماد و با هزینه پایین نقش مهمی را ایفا می‌کند. 
جزئیات این دستاورد در مجله Nature Nanotechnology انتشار یافت.