Plasma-based synthesis of low-cost and environmentally friendly quantum dots with tailored energy band structure

基于等离子体合成具有定制能带结构的低成本且环保的量子点

基本信息

  • 批准号:
    EP/M024938/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 53.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2015
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2015 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Current photovoltaic (PV) technologies rely on physical principles that fundamentally limit the maximum solar cell efficiency, i.e. first and second generation technologies cannot produce efficiencies above ~31%. Both silicon-based and non-silicon devices are progressively approaching this limit with improved stability and device performance at reduced costs. It follows that significant improvement in device efficiency can be achieved only by deploying technologies that rely on new physical principles, so called third generation PV; this has been clearly highlighted in relevant UK and international PV roadmaps. In third generation solar cells quantum dots (QDs) often represent an important component and therefore methods to produce QDs that are low-cost, non-toxic and environmentally friendly are required. Currently the most efficient third generation solar cells use elements such as lead (Pb), cadmium (Cd), Selenium (Se) and tellurium (Te) which are either toxic or rare or expensive.This research program deals with the synthesis and study of novel, low-cost, non-toxic and sustainable QDs from a combination of elements such as silicon, nitrogen, carbon and a range of low-cost, non-toxic and abundant metals. Furthermore the research will produce QDs with processes based on atmospheric pressure plasmas that are highly suitable to produce tailored properties and lead to material compositions not achievable with other methods. These proposed plasma processes can also be easily integrated in manufacturing lines for the production of full third generation solar cells.
目前的光伏(PV)技术依赖于从根本上限制最大太阳能电池效率的物理原理,即第一代和第二代技术不能产生高于约31%的效率。硅基和非硅器件都在逐步接近这一极限,并以更低的成本提高了稳定性和器件性能。因此,只有通过部署依赖于新物理原理的技术(即所谓的第三代光伏)才能显着提高设备效率;这在相关的英国和国际光伏路线图中得到了明确强调。在第三代太阳能电池中,量子点(QD)通常代表重要的组分,因此需要生产低成本、无毒和环境友好的QD的方法。目前最有效的第三代太阳能电池使用的元素,如铅(Pb),镉(Cd),硒(Se)和碲(Te),这些元素要么是有毒的,要么是稀有的,要么是昂贵的。本研究计划涉及从硅,氮,碳和一系列低成本,无毒和丰富的金属的组合中合成和研究新型,低成本,无毒和可持续的量子点。此外,该研究将使用基于大气压等离子体的工艺生产量子点,这些工艺非常适合生产定制的特性,并导致其他方法无法实现的材料组合物。这些提出的等离子体工艺也可以很容易地集成到生产线中,用于生产完整的第三代太阳能电池。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Bandgap Engineering in OH-Functionalized Silicon Nanocrystals: Interplay between Surface Functionalization and Quantum Confinement
  • DOI:
    10.1002/adfm.201701898
  • 发表时间:
    2017-10-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    19
  • 作者:
    Burkle, Marius;Lozac'h, Mickael;Svrcek, Vladimir
  • 通讯作者:
    Svrcek, Vladimir
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  • 期刊:
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    19
  • 作者:
    Burkle, Marius;Lozac'h, Mickael;Svrcek, Vladimir
  • 通讯作者:
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  • DOI:
    10.1039/c9na00299e
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
    D. Barreca;F. Gri;A. Gasparotto;G. Carraro;Lorenzo Bigiani;T. Altantzis;Boštjan Žener;Urška Lavrenčič Štanga
  • 通讯作者:
    D. Barreca;F. Gri;A. Gasparotto;G. Carraro;Lorenzo Bigiani;T. Altantzis;Boštjan Žener;Urška Lavrenčič Štanga
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  • DOI:
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  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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知道了