Исследователи, Мэтью П. Геновезе (Mathew P. Genovese) из канадского университета Ватерлоо совместно с Иэном В. Лайткэпом (Ian V. Lightcap) и Прашант Каматом (Prashant V. Kamat) из Радиационной лаборатории и Отдела Химии и Биохимии университета Нотр-Дам в Индиане, заявили о создании «солнечной» краски.

Новый материал состоит из желтой или коричневой пасты, сделанной из квантовых точек. Малые размеры этих полупроводниковых нанокристаллов позволяют «поймать» практически весь видимый солнечный свет при очень тонком слое этих точек. Ученые экспериментировали с тремя типами квантовых точек: CdS (сульфид кадмия), CdSe (селенид кадмия) и TiO₂ (диоксид титана). Все составы представляют собой порошкообразную смесь с добавлением воды и бутанола в качестве растворителя. Как пояснил Камат, все коммерческие краски представляют собой суспензии на основе наночастиц диоксида титана. Но в данном случае ученые добавили цветные полупроводниковые нанокристаллы в «солнечную» краску вовсе не для того, чтобы придать ее желаемый цвет, а для того, чтобы добиться необходимых оптических и электронных свойств.

Как объясняет Камат, по сравнению с архитектурой многослойных солнечных батарей, у такой краски есть преимущества в простоте, экономичности и стабильности. Подготовка пленок с квантовыми точками для солнечных элементов требует выполнения довольно большого количества технологических операций, в то время как нанести на поверхность краску для панелей нового типа можно всего за один шаг.

Для создания разных смесей краски ученые провели эксперименты с несколькими комбинациями и пропорциями квантовых точек. Они обнаружили, что эффективность составов из смешанных наночастиц CdS/TiO₂ и CdSe/TiO₂ получается выше, если CdS и CdSe осаждаются непосредственно на TiO₂. После нанесения на стеклянный электрод эффективность преобразования такой краски превысила 1%. Хотя некоторые многослойные солнечные элеиенты на основе квантовых точек имеют эффективность больше 5%, ученые полагают, что использование квантовых точек различного типа и дальнейшая оптимизация могут значительно увеличить эффективность такой краски.

Новая «солнечная» краска – первый шаг на пути развития технологии преобразования солнечной энергии, которая в перспективе может получить широкое распространение. Такую краску можно наносить на электронные устройства, например, мобильные телефоны или компьютеры, а, кроме того, на крыши домов, окна и автомобили. Крупномасштабное применение этого материала возможно при создании солнечных электростанций в пустынях.