محققان دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه فناوری «دلفت» (TU Delft) و موسسه «Kavli» در همان دانشگاه نشان داده‌اند که الکترون‌ها می‌توانند تحت تأثیر نور در لایه‌هایی از نانوذرات نیمه‌رسانای متصل به‌ هم به ‌صورت آزادانه حرکت کنند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، این دانش جدید در تولید پیل‌های خورشیدی ارزان و کارا که از نقاط کوانتومی ساخته شده‌اند، بسیار مفید خواهد بود.
تولید صفحات خورشیدی سیلیکونی بلوری که در حال حاضر استفاده می‌شوند، گران است. پیل‌های خورشیدی ارزان‌تری نیز وجود دارند، اما کارایی آنها پایین است. به‌ عنوان مثال بیشترین بهره تبدیل یک پیل خورشیدی آلی 8 درصد است. یکی از راه‌های افزایش کارایی پیل‌های خورشیدی ارزان، استفاده از نانوذرات نیمه ‌رسانا یا همان نقاط کوانتومی است. به ‌صورت تئوری می‌توان کارایی این پیل‌ها را تا 44 درصد افزایش داد. این امر تا حدی به ‌دلیل وجود اثر آبشاری است که در سال 2008 توسط محققان «TU Delft» و موسسه «FOM» به اثبات رسیده است. در پیل‌های خورشیدی موجود، هر ذره نوری جذب شده تنها می‌تواند یک الکترون را تحریک کند (ایجاد یک زوج الکترون-حفره)، در حالی که در پیل‌های خورشیدی مبتنی بر نقاط کوانتومی، هر ذره نوری می‌تواند چندین الکترون را برانگیخته کند. هر اندازه تعداد الکترون‌های تهییج شده بیشتر باشد، کارایی پیل خورشیدی بالاتر است.
تا کنون ایجاد زوج‌های الکترون-حفره در اثر تابش نور تنها درون محدوده یک نقطه کوانتومی مشاهده شده بود. برای این‌که بتوان از این زوج‌های الکترون-حفره در پیل‌های خورشیدی استفاده کرد، باید این زوج‌ها بتوانند حرکت کنند. این حرکت موجب ایجاد یک جریان الکتریکی می‌شود که می‌توان آن را با استفاده از یک الکترود جمع‌آوری کرد.
حال محققان این گروه نشان داده‌اند که زوج‌های الکترون-حفره همچنین می‌توانند به ‌صورت بارهای آزاد مابین این ذرات جابه‌جا شوند. آنها برای رسیدن به این هدف، نانوذرات نیمه ‌رسانا را با استفاده از مولکول‌های کوچکی به‌ هم وصل کردند. در این حالت با وجودی که این ذرات همچنان از هم جدا هستند، اما امکان خوشه‌ای سازی آنها به شکلی فشرده فراهم می‌شود. این ذرات آن قدر به یکدیگر نزدیک هستند که هر ذره منفرد نور که توسط پیل خورشیدی جذب شود، می‌تواند موجب حرکت الکترون‌ها شود.