Tim koji predvodi profesor Jongmin Choi sa Odeljenja za nauku o energetici i inženjering razvio je PbS kvantnu tačku koja može brzo da poboljša električnu provodljivost solarnih ćelija. Nalazi su objavljeni u časopisu Small.
Tim je identifikovao metod za poboljšanje električne provodljivosti korišćenjem svetlosti u obliku „pulsa“, koja generiše značajnu energiju na koncentrisan način u redovnim intervalima. Ovaj metod bi mogao da zameni proces termičke obrade, koji zahteva značajno vreme da bi se postigao isti rezultat. Očekuje se da će ovaj pristup olakšati proizvodnju i komercijalizaciju PbS solarnih ćelija kvantnih tačaka u budućnosti.
PbS kvantne tačke su poluprovodnički materijali nanorazmera koji se aktivno istražuju za razvoj solarnih ćelija sledeće generacije. Oni mogu da apsorbuju širok spektar talasnih dužina sunčeve svetlosti, uključujući ultraljubičastu, vidljivu svetlost, blisku infracrvenu i kratkotalasnu infracrvenu svetlost, i imaju niske troškove obrade zbog obrade rastvora i odličnih fotoelektričnih svojstava.
Proizvodnja solarnih ćelija PbS kvantnih tačaka uključuje nekoliko koraka procesa. Do nedavno, proces toplotne obrade se smatrao bitnim korakom jer efikasno oblaže sloj kvantnih tačaka na podlogu i toplotno tretira materijal kako bi se dodatno povećala njegova električna provodljivost.
Međutim, kada su kvantne tačke PbS izložene svetlosti, toploti i vlazi, formiranje defekata na njihovoj površini može se ubrzati, što dovodi do rekombinacije naelektrisanja i pogoršanja performansi uređaja. Ovaj fenomen otežava komercijalizaciju ovih materijala.
Da bi se suzbilo formiranje defekata na površini kvantnih tačaka PbS, tim predvođen profesorom Čojem predložio je toplotnu obradu koja uključuje izlaganje tačaka svetlosti u kratkom periodu od nekoliko milisekundi. Konvencionalne tehnike za toplotnu obradu slojeva kvantnih tačaka PbS uključuju njihovo zagrevanje desetinama minuta na visokim temperaturama pomoću grejnih ploča, pećnica itd.
Predložena „tehnika toplotne obrade impulsnog tipa“ istraživačkog tima prevazilazi nedostatke postojeće metode korišćenjem jakog svetla za završetak procesa toplotne obrade za nekoliko milisekundi. Ovo rezultira suzbijanjem površinskih defekata i produženjem životnog veka naelektrisanja (elektrona, rupa) koje stvaraju električnu struju. Štaviše, postiže visoku efikasnost.
„Kroz ovo istraživanje, uspeli smo da poboljšamo efikasnost solarnih ćelija tako što smo razvili novi proces toplotne obrade koji može da prevaziđe ograničenja postojećeg procesa toplotne obrade kvantnih tačaka“, rekao je profesor Choi sa Odeljenja za nauku o energiji i inženjerstvo na DGIST-u. .
„Dalje, očekuje se da će razvoj procesa kvantnih tačaka sa odličnim efektom talasanja olakšati široku primenu ove tehnologije na niz optoelektronskih uređaja u budućnosti.
Ovo istraživanje je urađeno u saradnji sa profesorom Changiong Limom sa Odseka za energetsko hemijsko inženjerstvo na Nacionalnom univerzitetu Kiungpook i profesorom Jongchul Limom sa Odseka za energetski inženjering na Nacionalnom univerzitetu Chungnam.
