Инженерные наноматериалы для преобразования солнечной энергии

Понимание принципов создания наноматериалов для целевых применений в солнечных элементах является ключом к повышению их эффективности и может привести к прорывам в их разработке. Предлагаемые механизмы преобразования солнечной энергии в электрическую включают механизмы, использующие корпускулярную природу света в традиционных фотоэлектрических элементах, и механизмы, основанные на его коллективной электромагнитной природе, при которых свет улавливается антеннами и выпрямляется. В обоих случаях инженерные наноматериалы являются ключевыми компонентами. К примерам относятся массивы полупроводниковых наноструктур, образующие промежуточную энергетическую зону (так называемые солнечные элементы с промежуточной зоной), полупроводниковые нанокристаллы для генерации множественных экситонов, а также наноматериалы для эффективного выпрямления оптических частот в элементах с антенной и выпрямителем. В настоящей работе рассматривается современное состояние исследований солнечных элементов на основе p–n-переходов, с промежуточной зоной, с генерацией множественных экситонов и с антенной и выпрямителем. Представлен обзор использования инженерных наноматериалов в этих системах и обсуждаются открытые вопросы.