Потенциальный способ определения дефектов и улучшения качества наноматериалов для использования в солнечных батареях следующего поколения появился в результате сотрудничества ученых из университета Орегона и промышленных исследователей.

Чтобы увеличить светособирающую эффективность солнечных батарей свыше ограничений кремния до 29%, исследователи использовали химически синтезируемые полупроводниковые нанокристаллы. Свойствами производимых квантовых точек ученые управляли благодаря контролю над процессом синтеза и химической структурой поверхности.

Однако этот процесс создает дефекты в формирующих поверхность состояниях, что ограничивает эффективность устройства. До сих пор совершенствование качества производства зависело от обратной связи, предоставленной традиционными методами характеристики, которые анализируют средние свойства значительного числа квантовых точек.

«Мы решили использовать эти материалы в реальных устройствах, но они пока не оптимизированы», сообщил соавтор исследования докторант Кристиан Джерваши.

В исследовании, подробно представленном в издании Journal of Physical Chemistry Letters, исследователи проанализировали электронные состояния нанокристаллов сульфида свинца. Используя специально разработанный сканирующий туннельный микроскоп, исследователи создали карты в атомном масштабе с плотностью состояний отдельных нанокристаллов. Это позволило точно определить энергии и локализацию ловушек зарядов, связанных с дефектами в структуре поверхности нанокристаллов, вредными для распространения электронов.