尤其是,胶体量子点(CQDs:colloidal quantum dots)是由一种三组分系统合成,这三个组分是前体、机表面活性剂和溶剂,这种量子点可通过改变大小来进行调整,这就可以在光伏结构中,根据需要调整频谱响应。最近,多伦多大学(University of Toronto)的电气和计算机工程系的研究人员,展示了第一款胶体量子点串联太阳能电池(CQD tandem solar cells :一系列连接的太阳能电池,在其中增加更多的设备,可以优化每个设备,以较窄的频谱,实现较高的整体效率),他们使用尺寸效应,调整单一的胶体量子点材料硫化铅(lead(II) sulfide-PbS)。他们能够调整胶体量子点薄膜,使串联和多结太阳能电池(通过结合不同大小的胶体量子点来制造)都提高了太阳能电池转换率的限度,从目前的31%分别提高到42%和49%。
这项研究的领导是多伦多大学的爱德华H•萨金特(Edward H. Sargent)教授,他和其他研究人员一起,克服了以前胶体量子点光伏研究遇到的困难,这个困难就是缺少一个关键的部分:结合处,也就是电池正面和背面之间的连接点。“我们的论文之前,”萨金特说,“未曾有人报道过,胶体量子点太阳能电池可以使正面电流电池,或可见光波长带隙(visible-wavelength-bandgap)电池,有效匹配背面红外带隙(infrared-bandgap)电池,并可以成功地计算每个电池的电压。我们开发出一种新技术,称为梯度复合层(Graded Recombination Layer),可以连接正面和背面的电池,基本上没有性能损失,通过一系列材料,逐渐把正面电池的活性转移到背面电池中。”