关键在于，使用硅制备电子设备，比如制备晶体管和太阳能电池，就要掺杂或添加少量的其他元素，以创造超额的电子（N型），或带正电的空穴（P型），这就可以改变材料的导电性。 N型和P型硅对接在一起，形成p-n结点，这是基本的构造模块，可以制成各种电子设备，比如太阳能电池，发光二极管（light-emitting diodes）和晶体管。

　　多年来，研究人员一直试图做的事情，很类似量子点，就是微小的半导体晶体，只有几纳米的直径。现在，以色列的一组研究人员已经传来捷报。他们掺杂了砷化铟（indium arsenide）量子点，创造了n型和p型材料。这一进展就发表在《科学》杂志上，可能带来新型的高效、低廉、可打印的薄膜太阳能电池。

　　量子点很有前景，可用于低成本太阳能电池，因为它们的制备可采用简单、廉价的化学反应。科学家们计算，量子点可用来制造薄膜太阳能电池，至少效率相当于常规硅电池，可能更有效率。可能有较高的效率，因为纳米晶体是由某些半导体制成，每吸收一个光子，都可以发射多个电子。此外，调整它们的大小和形状，就可以有改变了颜色的光线被它们吸收。“我们可以调整纳米晶体进行吸收，以匹配太阳光谱，”乌里•巴宁（Uri Banin）说，他是耶路撒冷希伯来大学（Hebrew University）化学教授，领导这项新的工作。

　　尽管有这些优势，没有人成功制成高效的量子点太阳能电池。对此，你需要n型和p型纳米晶体，伊兰•拉班尼（Eran Rabani）说，他是特拉维夫大学（Tel Aviv University）的化学教授，参与这项新工作。在太阳能电池中，电子和空穴的生成，都是因为光子被吸收，但两者必须分开，这样才可以使电子离开半导体，进入外部电路。一些电子和空穴不可避免地结合在一起，但它们结合速度更快是在量子点中，远远超过在大型硅晶体中。掺杂半导体纳米晶体，可以提供一条途径，创建p-n结点，有效分离电子和空穴，拉班尼说。

　　硅通常都掺杂磷（phosphorus）或硼（boron）原子，但这些材料不适合量子点，因为量子点太小。一个4纳米宽的纳米晶体含有大约1000个原子。添加一些掺杂原子，可能使它们被排挤出纳米晶体。

　　有些量子点掺杂工作已经取得了成功。例如，研究人员已经掺杂其中的，就有磁锰离子，但这种技术并没有带来超额的电子或空穴。其他人已经能够制成无掺杂的纳米晶体，属于n型，办法是把它们注入电子。还有一些人已经能够掺杂薄膜状纳米晶体。

　　相比之下，以色列的这个小组能够掺杂独立的纳米粒子。“在这里，这是一项重大突破。”Y.查尔斯•曹（Y. Charles Cao）说，他是盖斯威尔（Gainesville）佛罗里达大学（University of Florida）的化学教授。“这里，主要的优势是你有了基础材料，可以从头组装纳米晶体电子器件。”查尔斯•曹补充说，另一个好处是这种方法可制备量子点，简易低廉，可以升级，制备大量的设备。

　　巴宁和他的同事们开始是采用一种溶液，就是银或铜化合物溶液，慢慢将它添加到砷化铟纳米晶体溶液中。这就形成掺杂银的p型量子点，或掺杂铜的n型量子点。由于量子点是在溶液中制成，所以就可以把它们沉积在柔性塑料片上，可以使用打印机或卷轴式流程。