一個來自美國國家科學基金會的研究小組近日發現，量子點的大小影響其在更高效的太陽能電池中傳送能量的能力和結果。

量子點是一種直徑只有十億分之一米的半導體物質點或球體。量子點可以產生多重激子，這樣多重的電子就能通過一個光子被轉化為激子。

激子是相互吸引的一個電子和空穴的束縛態，是當光子被半導體吸收時形成的。

對需要被開發的太陽電能，太陽光的光子需要撞擊并“刺激”太陽能電池半導體物質中的電子。被刺激的電子，也就是激子，流過材料產生能量，并由太陽能電池轉化為電力。

對于大多數太陽能電池，一個光子激發一個電子，但量子點太陽能電池不同。由于它們可以產生多重激子，理論上它們就可以吸收同等量的光產生更多的電能。

Mark Lusk和他在科羅拉多礦業大學的同事，使用國家科學基金會支持的高性能計算機集群來量化多重電子的產率和量子點的大小。

研究者們發現，不僅小的量子點激發多重電子的能力好于大的量子點，而且每個點都有一片太陽光譜，這可以更好地激發多重電子。

這項發現的應用，即量子點做成的太陽能電池，可以做特殊調整以吸收更大范圍的太陽能光譜中的光子，也會同時增加它們的效率。

Lusk先生說：“我們現在可以設計從一個光子產生多于一個激子的納米結構，更好地使用大部分能量，否則這些能量只能被用作加熱一個太陽能電池。”

該研究小組，是美國國家科學基金會在科羅拉多礦業大學建立的再生能源物質研究科學和工程中心的一個部分。科羅拉多礦業大學位于美國科羅拉多州戈爾登市。

明尼蘇達大學的研究者們也在用量子點做實驗，以制造一種他們稱擁有66%能量轉化率潛力的太陽能電池。

明尼蘇達的研究者們使用量子點來捕獲太陽能電池中通常轉化為熱量的那一部分能量，帶來了更多的能量收獲，以及輸出電量的增加。