Des chercheurs du département de génie chimique et de l'institut Kavli de l'université de technologie de Delft aux Pays-Bas ont démontré que les électrons peuvent se déplacer librement dans des couches de nanoparticules semi-conductrices liées sous l'influence de la lumière. Ces nouvelles connaissances seront très utiles pour le développement de cellules solaires à points quantiques bon marché et efficaces. Les chercheurs ont publié leurs résultats dimanche 25 septembre sur le site de la revue scientifique Nature Nanotechnologie.
Les panneaux solaires actuels en silicium cristallin sont coûteux à produire. Des cellules solaires moins chères sont disponibles, mais ceux-ci sont inefficaces. Par exemple, une cellule solaire organique a un rendement maximum de 8%. Une façon d'augmenter l'efficacité des cellules solaires bon marché est l'utilisation de nanoparticules semi-conductrices, points quantiques. En théorie, l'efficacité de ces cellules peut être augmentée à 44%. Ceci est en partie dû à l'effet d'avalanche, démontré par des chercheurs de la TU Delft et de la Fondation FOM en 2008. Dans les cellules solaires actuelles, une particule de lumière absorbée ne peut exciter qu'un électron (créant une paire électron-trou), tandis que dans une cellule solaire à points quantiques, une particule lumineuse peut exciter plusieurs électrons. Plus il y a d'électrons excités, plus l'efficacité de la cellule solaire est grande.
Jusqu'à maintenant, la création de paires électron-trou sous l'influence de la lumière n'a été démontrée que dans les limites d'une boîte quantique. Pour être utilisable dans les cellules solaires, il est essentiel que les électrons et les trous puissent se déplacer. C'est ce qui crée un courant électrique qui peut être collecté au niveau d'une électrode. Des chercheurs du même groupe de recherche ont maintenant démontré que les paires électron-trou peuvent également se déplacer sous forme de charges libres entre les nanoparticules. À cette fin, ils ont lié des nanoparticules entre elles, utilisant de très petites molécules, de sorte qu'ils étaient très densément regroupés tout en restant séparés les uns des autres. Les nanoparticules sont si proches les unes des autres que chaque particule lumineuse absorbée par la cellule solaire provoque en fait le déplacement des électrons.
