Об открытии сообщается в издании Nature Materials.

Квантовые точки — наноразмерные полупроводники, которые улавливают свет и преобразуют его в источник энергии. Благодаря своему размеру эти точки можно распылять на гибких поверхностях, включая пластики. Технология приведет к производству солнечных батарей, которые менее дороги в производстве и обладают большим сроком годности, чем кремниевые.

В статье «Collodial-quantum-dot photovoltaics using atomic-ligand passivation» ученые из университета Торонто, Научно-технологического университета Короля Абдуллы и университета штата Пенсильвания продемонстрировали, как оболочки, внутри которых содержатся квантовые точки, можно сократить до атомного слоя.

«Мы выяснили, как сократить пассивирующие материалы до наименьшего размера», заявил профессор Тэд Саргент.

Серьезной проблемой в отрасли был баланс между удобством и эффективностью. Идеальный проект — это тот, в котором квантовые точки расположены как можно ближе друг к другу. Чем больше между ними расстояние, тем ниже эффективность.

Однако квантовые точки обычно увенчаны органическими молекулами, которые добавляют 1-2 нанометра. В наномасштабе это много. И все же органические молекулы являются важным компонентом в создании коллоида — вещества, которое рассеивается в другом веществе. Это и позволяет размещать квантовые точки на других поверхностях.

Для решения проблемы ученые обратились к неорганическим лигандам, связывающим квантовые точки, благодаря чему задействуется меньше места. В итоге получились те же квантовые точки, но без больших органических молекул.

«Каждую из частиц мы обернули одинарным слоем атомов, так, что в итоге квантовые точки превратились в очень плотное тело», пояснил доктор Jiang Tang.

В итоге была достигнута самая высокая конверсионная эффективность, когда-либо замеченная в случае с солнечными батареями на основе коллодий-квантовых точек.

«Открытие подтверждает мощь неорганических лиганд в построении практических устройств», заключил профессор Дмитрий Талапин из Чикагского университета.