Chất liệu nano mới: Tương lai của năng lượng mặt trời

Nhóm nghiên cứu của Zhang xác định đặc tính của vật liệu nhựa nano bằng rất nhiều công cụ như kính hiển vi lực nguyên tử, kính hiển vi chuyển đổi electron, phương pháp quang phổ Raman và các kỹ thuật khác sử dụng điện hóa. Nhóm đã tạo ra những tấm phim có độ dày từ 150 đến 1100 nanomet, với các phân tử titanium dioxide có kích cỡ trung bình 100 nanomet. Nhóm cũng nhúng lưới titanium dioxide vào nguyên tử nitrogen; đối với lớp phim này, họ sử dụng liên kết hóa học những đốm lượng tử làm từ cadmium selenide để kích sáng.

Vật liệu lai tạo mới này có rất nhiều lợi ích. Nitrogen khiến các vật liệu này hấp thụ nhiều loại năng lượng ánh sáng bao gồm năng lượng từ vùng hữu hình của phổ điện từ. Điểm lượng tử cũng tăng cường hấp thụ ánh sáng hữu hình, tăng cường dòng điện và quá trình chuyển hóa năng lượng của vật liệu. Khi tiến hành so sánh với những vật liệu khác chỉ nhúng nitrogen hoặc chỉ được thêm vào những điểm lượng tử cadmium selenide thì loại nhựa nano kết hợp cả hai cho thấy công năng cao hơn hẳn, theo công thức tính hiệu suất chuyển đổi lượng tử ánh sáng tới thành dòng điện (IPCE). Chỉ số IPCE của nhựa nano cao hơn gần 3 lần so với tổng chỉ số IPCE của hai vật liệu riêng biệt.