量子ドット太陽電池
量子ドットデバイスに基づく太陽電池の種類
トロント大学のサージェント・グループが開発したスピンキャスト量子ドット太陽電池。表面の金属ディスクは、下の層への電気接続部です。

量子ドット太陽電池（QDSC）は、量子ドットを魅力的な光起電力材料として用いる太陽電池の設計です。シリコン、銅インジウムガリウムセレン化物（CIGS）、テルル化カドミウム（CdTe）などのバルク材料の代替を目指しています。量子ドットは、そのサイズを変えることで、幅広いエネルギーレベルにわたってバンドギャップを調整できます。バルク材料では、バンドギャップは材料の選択によって固定されます。[1]この特性により、量子ドットは多接合太陽電池にとって魅力的な材料となっています。多接合太陽電池では、太陽光スペクトルの複数の部分を集光することで効率を向上させるために、様々な材料が用いられます。[2]

2022年時点で、効率は18.1%を超えています。[3]量子ドット太陽電池は、高温の光生成キャリアを利用してより高い光電圧またはより高い光電流を生成することで、太陽光子変換の最大達成可能な熱力学的変換効率を約66%まで高める可能性があります。[4]

典型的な量子ドット太陽電池は、ガラス基板上に透明な導電性インジウムスズ酸化物（ITO）が積層されており、光が太陽電池を透過します。また、導電性ポリマーであるポリ（3,4-エチレンジオキシチオフェン）ポリスチレンスルホン酸塩（PEDOT:PSS）が、ITO層への電子ブロッカーおよびホール注入剤として機能します。最後に、最適な機能を確保するために、金属カソードと導電性ポリマー層の間に、セレン化カドミウムなどの量子ドット（QD）とポリ（3-ヘキシルチオフェン）（P3HT）が使用されています。[5]

背景

従来の太陽電池では、光が半導体に吸収され、電子正孔 (eh) 対が生成されます。この対は結合している場合があり、励起子と呼ばれます。この対は内部電気化学ポテンシャル (pn 接合またはショットキー ダイオードに存在) によって分離されており、結果として生じる電子と正孔の流れによって電流が生成されます。内部電気化学ポテンシャルは、半導体インターフェースの一部に電子供与体として機能する原子 (n 型ドーピング) をドーピングし、別の部分に電子受容体 (p 型ドーピング) をドーピングしてpn 接合を形成することで生成されます。eh 対を生成するには、光子のエネルギーが材料のバンドギャップを超えている必要があります。実際、バンドギャップよりも低いエネルギーを持つ光子は吸収されませんが、バンドギャップよりも高いエネルギーを持つ光子は急速に (約 10 −13秒以内に) バンド エッジに熱化され、出力が低下します。前者の制限によって電流が減少し、熱化によって電圧が減少します。その結果、半導体セルは電圧と電流の間でトレードオフに悩まされることになります（これは多重接合の実装によって部分的に緩和できます）。詳細なバランス計算によると、太陽電池に理想的なバンドギャップ1.34eVを持つ単一の材料を使用した場合、この効率は33%を超えることはできません。[6]

理想的な単接合セルのバンドギャップ（1.34 eV）はシリコンのバンドギャップ（1.1 eV）に近いため、シリコンが市場を席巻している多くの理由の一つとなっています。しかし、シリコンの効率は約30%（ショックレー・クワイサー限界）に制限されています。異なるバンドギャップを持つセルを垂直に積み重ねることで、単接合セルの効率を向上させることが可能です。これは「タンデム」または「マルチ接合」アプローチと呼ばれます。同じ分析によると、2層セルでは、一方の層を1.64 eV、もう一方の層を0.94 eVに調整すると、理論上の性能は44%になります。3層セルでは、1.83、1.16、0.71 eVに調整すると、効率は48%になります。「無限層」セルの理論上の効率は86%で、残りは他の熱力学的損失メカニズムによって説明されます。[7]

従来の（結晶）シリコンの製造方法では、バンドギャップの調整が不可能なため、このアプローチには適していません。アモルファスシリコン薄膜は、結晶運動量保存の要件が緩和されているため、直接的なバンドギャップと炭素の混合を実現し、バンドギャップを調整できますが、他の問題により、従来のセルの性能に匹敵する性能を得ることができません。[8]ほとんどのタンデムセル構造は、高性能半導体、特にインジウムガリウムヒ素（InGaAs）をベースとしています。3層構造のInGaAs/GaAs/InGaPセル（バンドギャップ0.94/1.42/1.89 eV）は、実験例において42.3%という効率記録を保持しています。[9]

しかし、量子ドットセルは吸収が弱く、室温での光吸収の寄与はわずかです。これは、多分岐金ナノスターを利用することで解決できます。[10]

量子ドット

量子ドットは、励起子ボーア半径よりも小さく縮小された半導体粒子であり、量子力学の考察により、その内部に存在できる電子エネルギーは有限であり、原子のエネルギーとほぼ同様である。量子ドットは「人工原子」と呼ばれている。これらのエネルギー準位は、そのサイズを変化させることで調整可能であり、それによってバンドギャップが決定される。ドットは様々なサイズに成長させることができるため、基礎材料や製造技術を変更することなく、様々なバンドギャップを発現することができる。[11]典型的な湿式化学合成では、この調整は合成時間または温度を変化させることによって行われる。

バンドギャップを調整できるという特性から、量子ドットは太陽電池に理想的です。太陽光の分布スペクトルにおいて、ショックレー・クワイサー限界は、バンドギャップが1.34 eVの材料で最大の太陽光変換効率が得られることを示しています。しかし、バンドギャップの低い材料は、低エネルギーの光子から発電するのに適しています（逆もまた同様です）。硫化鉛（PbS）コロイド状量子ドット（CQD）を用いた単接合実装では、従来の太陽電池では実現が難しい遠赤外線までバンドギャップを調整できます。地球に到達する太陽​​エネルギーの半分は赤外線であり、その大部分は近赤外線領域にあります。量子ドット太陽電池は、赤外線エネルギーを他のエネルギーと同様に利用できるようにします。[12]

さらに、CQDは合成と調製が容易です。コロイド状の液体に懸濁されているため、製造工程全体を通して容易に取り扱うことができ、ドラフトチャンバーが最も複雑な設備となります。CQDは通常、少量ずつ合成されますが、大量生産も可能です。ドットは、スピンコーティングによって基板上に塗布することができ、手作業または自動化プロセスで塗布できます。大規模生産では、スプレー塗布システムやロール印刷システムを使用できるため、モジュール製造コストを大幅に削減できます。

量子ドット太陽電池の原理

量子ドット太陽電池の動作メカニズムは、中間バンド太陽電池（IBSC）の概念を理解することで説明できます。量子ドットは、ホスト材料の価電子帯と伝導帯の間に中間のエネルギーバンドを有しています。この独自の量子スケール現象により、セルの機能を可能にする2つの主要なプロセスが解明されます。[13]

まず、中間バンドの存在により、2段階の光子遷移が可能になり、サブバンドギャップ光子の吸収が可能になり、通常の太陽電池では見逃されがちな光吸収が広がります。次に、単接合太陽電池のショックレー・クワイサー効率限界を超える可能性があり、太陽光発電技術の新たなフロンティアを開拓することが期待されます。[13]

合成と調製

初期の例では、高価な分子線エピタキシー法が用いられました。しかし、格子不整合により歪みが蓄積され、欠陥が発生し、積層数が制限されます。液滴エピタキシー成長法は、歪みのない量子ドットの製造においてその利点を示しています。[14]あるいは、より安価な製造方法が後に開発されました。これらの方法は、湿式化学反応（CQD用）とそれに続く溶液プロセスを採用しています。濃縮ナノ粒子溶液は、ナノ結晶を溶液中に懸濁状態に保つ長鎖炭化水素 リガンドによって安定化されます。

固体を作るには、これらの溶液をキャストダウンし[要説明]、長鎖安定化配位子を短鎖架橋剤に置き換えます。ナノ結晶表面を化学的に加工することで、ナノ結晶の不動態化を改善し、キャリア再結合によってデバイス性能を低下させる有害なトラップ状態を低減することができます[要説明] 。このアプローチにより、7.0%の効率が得られます。[15]

最近の研究では、異なる機能に異なるリガンドを使用し、それらの相対的なバンドアライメントを調整することで、性能を8.6%まで向上させました。[16]セルは室温で空気中で溶液処理され、カプセル化なしで150日間以上空気中で安定性を示しました。

2014年には、酸素と結合しない配位子としてヨウ化物の使用が導入されました。これによりn型層とp型層の安定性が維持され、吸収効率が向上し、電力変換効率は最大8%に達しました。 [17]

技術の進歩

量子ドットを高効率化への道として利用するというアイデアは、1989年にバーナムとダガンによって初めて指摘されました。[18]当時、量子ドット、あるいは「井戸」として知られていた科学はまだ初期段階にあり、初期の例がようやく利用可能になり始めたところでした。

DSSCの取り組み

もう一つの現代的なセル設計は色素増感太陽電池（DSSC）である。DSSCはスポンジ状のTiO層を使用する。
2半導体バルブと機械的な支持構造の両方として機能する。スポンジには有機染料（典型的にはルテニウム-ポリピリジン）が充填されており、光励起により二酸化チタンに電子を注入する。[19]この染料は比較的高価であり、ルテニウムは希少金属である。[20]

分子色素の代替として量子ドットを用いることは、DSSC研究の初期から検討されていました。バンドギャップを調整できるため、設計者はセルの他の部分に幅広い材料を選択できるようになりました。トロント大学とローザンヌ連邦工科大学の共同研究グループは、量子ドットの薄膜に直接接触する背面電極をベースにした設計を開発しました。これにより電解質が不要になり、空乏型ヘテロ接合が形成されます。このセルの効率は7.0%に達し、これは最高の固体DSSCデバイスよりも優れていますが、液体電解質ベースのデバイスよりも低いものでした。[15]

マルチジャンクション

従来、多接合型太陽電池は複数の半導体材料を組み合わせて作られています。各材料はバンドギャップが異なるため、各材料のpn接合は入射光の波長に合わせて最適化されます。複数の材料を使用することで、より広い波長範囲の光を吸収できるようになり、セルの電気変換効率が向上します。

しかし、複数の材料を使用するため、多接合太陽電池は多くの商業用途には高価すぎる。[21]量子ドットのバンドギャップは粒子の半径を調整することで調整できるため、異なるサイズ（したがって異なるバンドギャップ）の量子ドット半導体を組み込むことで多接合セルを製造できる。同じ材料を使用することで製造コストが削減され、[22]量子ドットの吸収スペクトルの増強は、短絡電流とセル全体の効率を向上させるために利用できる。

テルル化カドミウム（CdTe）は、複数の周波数を吸収するセルに用いられます。これらの結晶のコロイド懸濁液を、薄いスライドガラスなどの基板上にスピンキャストし、導電性ポリマーで封止します。これらのセルは量子ドットを使用していませんが、スピンキャスト法や薄膜導体の使用など、量子ドットと共通の特徴を備えています。少量生産の場合、量子ドットは大量生産されるナノ結晶よりも高価ですが、カドミウムとテルル化物は希少で毒性の高い金属であり、価格変動の影響を受けます。

サージェント・グループは、赤外線に敏感な電子供与体として硫化鉛を使用し、当時としては記録的な効率を誇る赤外線太陽電池を製造しました。スピンキャスティング法は、大幅にコストを削減した「タンデム型」セルの製造を可能にする可能性があります。初期のセルでは電極として金基板が使用されていましたが、ニッケルでも同様に機能します。[23]

ホットキャリアキャプチャ

効率を向上させるもう一つの方法は、単一バンドギャップ材料から放出された電子に含まれる余剰エネルギーを捕捉することです。シリコンのような従来の材料では、放出部位から電子を捕捉する電極までの距離が遠すぎるため、この現象は起こりません。電子は結晶材料や格子と多くの相互作用を起こし、この余剰エネルギーを熱として放出してしまうからです。代替案としてアモルファス薄膜シリコンが試されましたが、この材料に固有の欠陥がその潜在的な利点を上回りました。現代の薄膜セルは、従来のシリコンに比べて一般的に効率が低いままです。

ナノ構造ドナーは、欠陥の問題を回避できる均一な膜として成形することができる。[24]これらは、量子ドットに固有の他の問題、特に抵抗率の問題と熱保持の影響を受ける可能性がある。

多重励起子

単層太陽電池の最大効率を33.7%とするショックレー・クワイサー限界は、入射光子1つにつき1つの電子正孔対（励起子）しか生成できないことを前提としています。多重励起子生成（MEG）は、入射高エネルギー光子1つにつき2つ以上の励起子が生成される励起子緩和経路です。[25]従来の太陽光発電では、この過剰エネルギーは格子振動（電子-フォノン結合）としてバルク材料に失われます。MEGは、この過剰エネルギーがバンドギャップを越えて追加の電子を励起するために伝達されるときに発生し、そこで短絡電流密度に寄与する可能性があります。

量子ドット内では、量子閉じ込めによってクーロン相互作用が増加し、MEG過程を駆動します。[26]この現象は、バルク半導体における励起子緩和の主要な方法である電子-フォノン結合の速度も低下させます。フォノンボトルネックはホットキャリアの冷却速度を低下させ、励起子が他の緩和経路を辿ることを可能にします。これにより、量子ドット太陽電池ではMEGが支配的になります。MEGの速度は、量子ドット配位子の化学組成を調整すること、および量子ドットの材料と形状を変更することで最適化できます。

2004年、ロスアラモス国立研究所は、量子ドットにおいて単一の高エネルギー光子を吸収することで、複数の励起子が効率的に生成できることを分光学的証拠を用いて報告した[27]。これらの励起子を捕捉することで、太陽光に含まれるエネルギーをより多く捕捉できる。「キャリア増倍」（CM）または「多重励起子生成」（MEG）として知られるこの手法では、量子ドットは、高エネルギーで1対の電子正孔対を放出するのではなく、低エネルギーで複数の電子正孔対を放出するように調整される。これにより、光電流が増加し、効率が向上する。ロスアラモス国立研究所の量子ドットはセレン化鉛から作られている。

2010年、ワイオミング大学はDCCSセルを用いて同様の性能を実証しました。鉛硫黄（PbS）ドットは、入射光子のバンドギャップエネルギーが約3倍のときに2電子放出を示しました。[28]

2005年、NRELは量子ドットでMEGを実証し、光子1つにつき3つの電子を生成し、理論効率は65%であった。[29] 2007年には、シリコンで同様の結果を達成した。[30]

非酸化性

2014年、トロント大学の研究グループは、酸素と結合しないよう特別な処理を施したPbSを用いたCQD n型セルの一種を作製し、その性能を実証しました。このセルは8%の効率を達成しましたが、これは現在のQD効率記録にわずかに及ばない数値です。このようなセルは、コーティングなしの「スプレーオン」セルの可能性を生み出します。[31] [32]しかし、これらの空気中で安定なn型CQDは、実際には無酸素環境で製造されました。

2014年には、MITの別の研究グループが、空気中で製造された空気安定性のあるZnO/PbS太陽電池を実証し、光をよく吸収すると同時にセル端のコレクターに電荷を輸送することで、8.55%という記録的な効率（実験室では9.2%）を達成しました。[33]これらのセルは、量子ドット太陽電池としては前例のない空気安定性を示し、空気中で150日以上保管しても性能が変化しませんでした。[16]

量子ドット太陽電池市場

量子ドット太陽電池市場は、新たな再生可能エネルギー源の発見に向けた取り組みにより、大きく成長しており、2024年には市場規模が9億1,049万米ドルに達し、2033年には年平均成長率15.4%で31億7,428万米ドルに達すると予測されています。これは、この分野におけるさらなる研究開発の促進要因となっています。[34]

商業プロバイダー

量子ドット太陽電池はまだ大量生産には至っていないものの、いくつかの小規模な商業企業が量子ドット太陽電池製品の販売を開始しています。投資家や金融アナリストは、量子ドット太陽電池を太陽光発電産業の将来の重要な技術と位置付けています。[35]

  • クォンタム・マテリアルズ・コーポレーション（QMC）と子会社のソルテラ・リニューアブル・テクノロジーズは、太陽エネルギーおよび照明用途向けの量子ドットおよびナノ材料の開発・製造を行っています。ペロブスカイト量子ドットの特許取得済み連続フロー製造プロセス[36]により、 QMCは量子ドット太陽電池の製造コストの削減に加え、ナノ材料を他の新興産業にも応用することを目指しています。
  • QDソーラーは、量子ドットの調整可能なバンドギャップを利用して多接合太陽電池を開発しています。高効率シリコン太陽電池と量子ドットを用いた赤外線太陽電池を組み合わせることで、QDソーラーは太陽光スペクトルをより有効に活用することを目指しています。QDソーラーの無機量子ドットは、高スループットかつ費用対効果の高い技術で製造されており、ポリマーナノ材料よりも光と空気に対する安定性に優れています。
  • UbiQDは、量子ドットを蛍光体として用いた太陽光発電窓を開発しています。同社は、従来の代替品よりも安価で毒性の低い近赤外線量子ドットを用いた発光型太陽光集光装置（LSC）を設計しました。UbiQDは、パッシブな建物をエネルギー生成ユニットに変換し、同時に建物の熱吸収を低減する半透明の窓を提供することを目指しています。
  • ワルシャワ証券取引所に上場しているBIPVメーカーのML System SAは、2020年から2021年の間にQuantumGlass製品の量産を開始する予定です。[37] [38]

安全上の懸念

量子ドット太陽電池の課題

量子ドット太陽光発電デバイスは2005年の1%から2015年には9.9%へと急速に普及しているものの[39] 、これらの技術を広く普及させるには依然として克服すべき課題が残っている。最大の課題の一つは材料の安定性であり、商業的に実現可能な太陽電池モジュールは初期のPCEの90%を維持することが期待されている。QDの主な問題は、原子の約50%が表面にあることである。この事実は、n型QD固体を酸素にさらすと表面が改質され、導電性に大きな影響を与える可能性があることを意味している。高温は材料の焼結を引き起こし、電子特性を低下させる可能性があるのと同様に。[40]

さらに、多くの重金属量子ドット（PbSe、CdSeなどの鉛/カドミウムカルコゲニド）半導体は細胞毒性を持つ可能性があり、曝露を防ぐために安定したポリマーシェルで封入する必要があります。AgBiS 2ナノ結晶などの無毒性量子ドット材料は、その安全性と豊富さから研究されており、これらの材料を用いた太陽電池の研究では、同等の変換効率（> 9%）と短絡電流密度（> 27 mA/cm 2）が実証されています。[41] [42] UbiQDのCuInSe 2−X量子ドット材料は、無毒性半導体化合物のもう一つの例です。

参照

参考文献

  1. ^ Shishodia, Shubham; Chouchene, Bilel; Gries, Thomas; Schneider, Raphaël (2023-10-31). 「選択されたI-III-VI2族半導体：合成、特性、および光起電力セルへの応用」. Nanomaterials . 13 (21): 2889. doi : 10.3390/nano13212889 . ISSN  2079-4991. PMC 10648425.  PMID 37947733  .
  2. ^ Shishodia, Shubham; Rinnert, Herve (2025). 「マイクロ波支援による高発光コア/シェル型CuInZnSe/ZnS量子ドットの光起電力吸収体としての合成」RSC Nanoscale Advances . 7 (5): 1326– 1334. doi :10.1039/D4NA00893F. PMC 11731178. PMID 39817046  . 
  3. ^ 「ベスト・リサーチ・セル効率チャート」国立再生可能エネルギー研究所。 2022年5月22日閲覧。
  4. ^ Nozik, A. J (2002-04-01). 「量子ドット太陽電池」 . Physica E: 低次元システムとナノ構造. 14 (1): 115– 120. Bibcode :2002PhyE...14..115N. doi :10.1016/S1386-9477(02)00374-0. ISSN  1386-9477.
  5. ^ Jabbour, Ghassan E.; Doderer, David (2010年9月). 「両方​​の世界のベスト」 . Nature Photonics . 4 (9): 604– 605. Bibcode :2010NaPho...4..604J. doi :10.1038/nphoton.2010.209. ISSN  1749-4893.
  6. ^ Shockley, William; Queisser, Hans J. (1961). 「pn接合太陽電池の効率の詳細なバランス限界」. Journal of Applied Physics . 32 (3): 510. Bibcode :1961JAP....32..510S. doi :10.1063/1.1736034.
  7. ^ Brown, A; Green, M (2002). 「直列制約型2端子タンデム太陽電池の詳細なバランス限界」. Physica E. 14 ( 1–2 ) : 96–100 . Bibcode :2002PhyE...14...96B. doi :10.1016/S1386-9477(02)00364-8.
  8. ^ ユニソーラーは3層アモルファスシリコンセルを用いて記録を保持しており、初期の生産率は14.9%でしたが、短期間で13%まで低下しました。ヤン他「初期14.6%、安定13.0%の変換効率を持つ三接合アモルファスシリコン合金太陽電池」『Applied Physics Letters』、1997年を参照。
  9. ^ SPIE Europe Ltd. 「Spire、太陽電池の記録を42.3%に押し上げる」Optics.org . 2014年6月22日閲覧。
  10. ^ Wu, Jiang; Yu, Peng; Susha, Andrei S.; Sablon, Kimberly A.; Chen, Haiyuan; Zhou, Zhihua; Li, Handong; Ji, Haining; Niu, Xiaobin (2015-04-01). 「マルチスパイクプラズモニックナノスターと結合した量子ドット太陽電池の広帯域効率向上」. Nano Energy . 13 : 827– 835. Bibcode :2015NEne...13..827W. doi :10.1016/j.nanoen.2015.02.012. S2CID  98282021.
  11. ^ Baskoutas, Sotirios; Terzis, Andreas F. (2006). 「コロイド状量子ドットのサイズ依存バンドギャップ」. Journal of Applied Physics . 99 (1): 013708–013708–4. Bibcode :2006JAP....99a3708B. doi :10.1063/1.2158502.
  12. ^ H. Sargent, E. (2005). 「赤外線量子ドット」(PDF) .先端材料. 17 (5): 515– 522. Bibcode :2005AdM....17..515H. doi :10.1002/adma.200401552. S2CID  247707535.
  13. ^ ab Zheng, Zerui; Ji, Haining; Yu, Peng; Wang, Zhiming (2016-05-23). 「光吸収能を高めた量子ドット太陽電池に向けた最近の進歩」. Nanoscale Research Letters . 11 (1): 266. Bibcode :2016NRL....11..266Z. doi : 10.1186/s11671-016-1457-y . ISSN  1931-7573. PMC 4877335. PMID 27216604  . 
  14. ^ Yu, Peng; Wu, Jiang; Gao, Lei; Liu, Huiyun; Wang, Zhiming (2017-03-01). 「液滴エピタキシー法によるInGaAsおよびGaAs量子ドット太陽電池」(PDF) .太陽エネルギー材料と太陽電池. 161 : 377– 381. Bibcode :2017SEMSC.161..377Y. doi :10.1016/j.solmat.2016.12.024.
  15. ^ ab Ip, Alexander H.; Thon, Susanna M.; Hoogland, Sjoerd; Voznyy, Oleksandr; Zhitomirsky, David; Debnath, Ratan; Levina, Larissa; Rollny, Lisa R.; Carey, Graham H.; Fischer, Armin; Kemp, Kyle W.; Kramer, Illan J.; Ning, Zhijun; Labelle, André J.; Chou, Kang Wei; Amassian, Aram; Sargent, Edward H. (2012). 「ハイブリッド不活性化コロイド量子ドット固体」. Nature Nanotechnology . 7 (9): 577– 582. Bibcode :2012NatNa...7..577I. CiteSeerX 10.1.1.259.9381 . doi :10.1038/nnano.2012.127. PMID  22842552. 
  16. ^ ab Chuang, Chia-Hao M.; Brown, Patrick R.; Bulović, Vladimir; Bawendi, Moungi G. (2014). 「バンドアライメントエンジニアリングによる量子ドット太陽電池の性能と安定性の向上」. Nature Materials . 13 (8): 796– 801. Bibcode :2014NatMa..13..796C. doi :10.1038/nmat3984. PMC 4110173. PMID 24859641  . 
  17. ^ Mitchell, Marit (2014年6月9日). 「新たなナノ粒子により、屋外でも安価で軽量な太陽電池が実現」Rdmag.com . 2014年8月24日閲覧。
  18. ^ Barnham, KWJ; Duggan, G. (1990). 「高効率マルチバンドギャップ太陽電池への新たなアプローチ」. Journal of Applied Physics . 67 (7): 3490. Bibcode :1990JAP....67.3490B. doi : 10.1063/1.345339 .
  19. ^ B. O'ReganとM. Gratzel (1991). 「色素増感コロイドTiO 2膜に基づく低コスト・高効率太陽電池」. Nature . 353 (6346): 737– 740. Bibcode :1991Natur.353..737O. doi :10.1038/353737a0. S2CID  4340159.
  20. ^ エムズリー、ジョン（2011年8月25日）『自然の構成要素：元素のAZガイド』オックスフォード大学出版局、  368～ 370頁。ISBN 978-0-19-960563-7。
  21. ^ セモニン, OE, ルーサー, JM, ベアード, MC (2012). 次世代太陽光発電のための量子ドット. Materials Today,15 (11), 508-515. doi:10.1016/s1369-7021(12)70220-1
  22. ^ Kerestes, C., Polly, S., Forbes, D., Bailey, C., Podell, A., Spann, J., . . . Hubbard, S. (2013). 量子ドット(In)GaAs接合を用いた多接合太陽電池の製造と解析. Progress in Photovoltaics: Research and Applications,22 (11), 1172-1179. doi:10.1002/pip.2378
  23. ^ 「新しい安価な太陽電池の設計が開拓される」2011年1月28日アーカイブ、Wayback Machine、トロント大学、2010年8月3日
  24. ^ Prashant Kamat、「量子ドット太陽電池：光集光装置としての半導体ナノ結晶」、太陽エネルギー変換のためのナノサイエンスに関するワークショップ、2008年10月27～29日、p.8
  25. ^ Goodwin, H., Jellicoe, TC, Davis, NJ, & Böhm, ML (2018). 量子ドット太陽電池における多重励起子生成. Nanophotonics,7 (1), 111-126. doi:10.1515/nanoph-2017-0034
  26. ^ Beard, MC (2011). 半導体量子ドットにおける多重励起子生成. The Journal of Physical Chemistry Letters,2 (11), 1282-1288. doi:10.1021/jz200166y
  27. ^ Schaller, R.; Klimov, V. (2004). 「PbSeナノ結晶における高効率キャリア増幅：太陽エネルギー変換への示唆」. Physical Review Letters . 92 (18) 186601. arXiv : cond-mat/0404368 . Bibcode :2004PhRvL..92r6601S. doi :10.1103/PhysRevLett.92.186601. PMID:  15169518 . S2CID  :4186651.
    Ellingson, Randy J.; Beard, Matthew C.; Johnson, Justin C.; Yu, Pingrong; Micic, Olga I.; Nozik, Arthur J.; Shabaev, Andrew; Efros, Alexander L. (2005). 「コロイド状PbSeおよびPbS量子ドットにおける高効率多重励起子生成」(PDF) . Nano Letters . 5 (5): 865– 71. Bibcode :2005NanoL...5..865E. CiteSeerX  10.1.1.453.4612 . doi :10.1021/nl0502672. PMID  15884885.
    「量子ドット材料は熱を低減し、電気出力を高めることができる」NRELプレスリリース、2005年5月23日
  28. ^ ジェフ・ヘクト、「安価な太陽電池を作るには、照明を2倍働かせる必要がある」、ニューサイエンティスト、2010年10月1日
  29. ^ 「量子ドットが太陽光発電効率を65%まで向上させる可能性」。2022年1月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年12月14日閲覧。
  30. ^ 「シリコンナノ結晶にユニークな量子効果を発見」NRELプレスリリース、2007年7月24日
  31. ^ Borghino, Dario (2014年6月10日). 「量子ドットのブレークスルーは、安価なスプレー式太陽電池につながる可能性がある」Gizmag.com . 2014年6月22日閲覧。
  32. ^ Ning, Z.; Voznyy, O.; Pan, J.; Hoogland, S.; Adinolfi, V.; Xu, J.; Li, M.; Kirmani, AR; Sun, JP; Minor, J.; Kemp, KW; Dong, H.; Rollny, L.; Labelle, A.; Carey, G.; Sutherland, B.; Hill, I.; Amassian, A.; Liu, H.; Tang, J.; Bakr, OM; Sargent, EH (2014). 「空気安定性n型コロイド量子ドット固体」. Nature Materials . 13 (8): 822– 828. Bibcode :2014NatMa..13..822N. doi :10.1038/nmat4007. PMID  24907929.
  33. ^ ジェフリー・コリン（2014年5月27日）「量子ドット太陽光発電の効率新記録」Gizmag.com . 2014年6月22日閲覧。
  34. ^ 「量子ドット太陽電池の市場規模は2033年までに31億7000万米ドルに達する見込み」www.cervicornconsulting.com . 2025年2月26日閲覧。
  35. ^ Chatsko, M. (2018年7月19日). 太陽光発電業界の未来を確かなものにする3つのワイルドな技術. https://www.fool.com/investing/2018/07/19/3-wild-solar-power-technologies-that-c​​ould-secure.aspxより
  36. ^ Johnson, T. (nd). 「この会社の『Tiny Dots』は、再生可能エネルギー業界全体をひっくり返すと約束している」https://www.stockgumshoe.com/reviews/cutting-edge-the/this-companys-tiny-dots-promi se-to-turn-the-entire-renewable-energy-industry-on-its-head/より引用
  37. ^ 「ML System zawarła z farmą Servitech umowę wartą 26,7 mln zł netto」 (ポーランド語)。 2019-10-30 。2020年2月6日に取得。
  38. ^ 「Kolejny krok milowy ML System w ramach projektu Quantum Glass」 (ポーランド語)。 2019-11-05 。2020年2月6日に取得。
  39. ^ 国立再生可能エネルギー研究所 http://www.nrel.gov/ncpv/images/efficiency_chart.jpg (2015年11月12日アクセス)
  40. ^ Kovalenko, Maksym V. (2015年12月). 「量子ドット太陽光発電の可能性と課題」 . Nature Nanotechnology . 10 (12): 994– 997. Bibcode :2015NatNa..10..994K. doi :10.1038/nnano.2015.284. ISSN  1748-3395. PMID  26632278.
  41. ^ Bernechea, M., Miller, NC, Xercavins, G., So, D., Stavrinadis, A., & Konstantatos, G. (2016). 環境に優しいAgBiS2ナノ結晶を用いた溶液プロセス太陽電池. Nature Photonics,10( 8), 521-525. doi:10.1038/nphoton.2016.108
  42. ^ Wang, Y., Kavanagh, SR, Burgués-Ceballos, I. et al. カチオン不規則性工学により光吸収が向上したAgBiS2ナノ結晶が得られ、効率的な超薄型太陽電池が実現する。Nat. Photon. 16, 235–241 (2022). https://doi.org/10.1038/s41566-021-00950-4.
  • Science News Online、量子ドットの飛躍：小さな結晶の不可解な集光能力の活用、2006 年 6 月 3 日。
  • InformationWeek、ナノクリスタルの発見は太陽電池の可能性を秘めている、2006 年 1 月 6 日。
  • バークレー研究所、バークレー研究所溶液から製造される空気安定性無機ナノ結晶太陽電池、2005 年。
  • ScienceDaily、「ナノクリスタル太陽電池の明るい未来」、2005 年 10 月 23 日。
「https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Quantum_dot_solar_cell&oldid=1331499742」より取得