Tänk de där platta, glasartade solpaneler på grannens tak är solteknikens höjdpunkt? Tänk om.

Forskare vid University of Torontos Edward S. Rogers Sr. Department of Electrical &Computer Engineering har designat och testat en ny klass av solkänsliga nanopartiklar som överglänser den nuvarande teknikens ståndpunkt med denna nya klass av teknologi.

Denna nya form av fast, stabila ljuskänsliga nanopartiklar, kallas kolloidala kvantprickar, kan leda till billigare och mer flexibla solceller, samt bättre gassensorer, infraröda lasrar, infraröda lysdioder med mera. Arbetet, ledd av postdoktorand forskare Zhijun Ning och professor Ted Sargent, publicerades den här veckan i Naturmaterial .

Att samla solljus med dessa små kolloidala kvantpunkter beror på två typer av halvledare:n-typ, som är rika på elektroner; och p-typ, som är fattiga på elektroner. Problemet? När den utsätts för luften, material av n-typ binder till syreatomer, ge upp sina elektroner, och förvandlas till p-typ. Ning och kollegor modellerade och demonstrerade ett nytt kolloidalt quantum dot n-material som inte binder syre när det exponeras för luft.

Att bibehålla stabila n- och p-typskikt samtidigt ökar inte bara effektiviteten av ljusabsorption, det öppnar upp en värld av nya optoelektroniska enheter som utnyttjar de bästa egenskaperna hos både ljus och elektricitet. För den genomsnittliga personen, detta innebär mer sofistikerade vädersatelliter, fjärrkontroller, satellitkommunikation, eller föroreningsdetektorer.

"Detta är en materiell innovation, det är den första delen, och med detta nya material kan vi bygga nya enhetsstrukturer, " sa Ning. "Jodid är nästan en perfekt ligand för dessa kvantsolceller med både hög effektivitet och luftstabilitet - ingen har visat det tidigare."

Nings nya hybridmaterial av n- och p-typ uppnådde solenergiomvandlingseffektivitet upp till åtta procent- bland de bästa resultaten hittills.

Men förbättrad prestanda är bara en början för denna nya kvantpunkt-baserade solcellsarkitektur. De kraftfulla små prickarna kunde blandas till bläck och målas eller tryckas på tunna, flexibla ytor, som takbältros, dramatiskt sänka kostnaden och tillgängligheten för solenergi för miljontals människor.

"Fältet för kolloidal kvantpunktssolceller kräver fortsatt förbättring av absolut prestanda, eller effektomvandlingseffektivitet, sade Sargent. "Fältet har rört sig snabbt, och fortsätter att röra sig snabbt, men vi måste arbeta för att få prestanda till kommersiellt övertygande nivåer."