"第1の光透過電極と、前記第1の電極と直接電気接触する第1の半導体層と、光吸収ナノ粒子を含み、前記第1の半導体層と直接電気接触する第2の半導体層と、さらに前記第2の半導体層と直接電気接触する第2の電極と、を備え、前記第1および第2の半導体層はその間に接合を形成し、その接合の少なくとも一方の側は当該デバイスが照射されていない場合、自由電子および自由ホールが実質的に空乏化されている、光起電力デバイス。請求項1に記載の光起電力デバイスにおいて、前記第1の半導体層はn型電子受容層であり、前記第2の半導体層の前記光吸収ナノ粒子はp型ナノ粒子であり、前記n型電子受容層と前記p型ナノ粒子は、前記接合の少なくとも一方の側が空乏化するように、充分に異なる大きさのバンドギャップを有する、光起電力デバイス。請求項2に記載の光起電力デバイスにおいて、前記n型電子受容層の前記バンドギャップは前記p型光吸収ナノ粒子の層のバンドギャップより少なくとも約1.5eV大きい、光起電力デバイス。請求項2に記載の光起電力デバイスにおいて、前記n型電子受容層のバンドギャップは前記p型光吸収ナノ粒子の層のバンドギャップより少なくとも約1.5eVから約5eV大きい、光起電力デバイス。請求項2に記載の光起電力デバイスにおいて、前記n型電子受容層のバンドギャップは前記p型光吸収ナノ粒子の層のバンドギャップより少なくとも約2eVから約5eV大きい、光起電力デバイス。請求項1に記載の光起電力デバイスにおいて、前記p型光吸収ナノ粒子はコロイド量子ドットである、光起電力デバイス。請求項1に記載の光起電力デバイスにおいて、前記p型光吸収ナノ粒子は金属カルコゲナイドコロイド量子ドットである、光起電力デバイス。請求項1に記載の光起電力デバイスにおいて、前記p型光吸収ナノ粒子は鉛カルコゲナイドコロイド量子ドットである、光起電力デバイス。請求項1に記載の光起電力デバイスにおいて、前記p型光吸収ナノ粒子は硫化鉛コロイド量子ドットである、光起電力デバイス。請求項6に記載の光起電力デバイスにおいて、前記コロイド量子ドットは3nmから6nmの数値平均直径を有する、光起電力デバイス。請求項1に記載の光起電力デバイスにおいて、前記光吸収ナノ粒子は、表面に陰イオンを含む1つの表面を備えた量子ドットコアと、前記量子ドットコアを取り囲み前記コア表面の前記陰イオンをパッシベートする陽イオンを含む第1のシェルと、さらに、前記第1のシェルを取り囲み前記コア表面において存在する全ての陽イオンと前記第1のシェルの前記陽イオンとをパッシベートする陰イオンを含む第2のシェルと、を備えるナノ粒子である、光起電力デバイス。請求項11に記載の光起電力デバイスにおいて、前記量子ドットコアは金属カルコゲナイドコロイド量子ドットである、光起電力デバイス。請求項11に記載の光起電力デバイスにおいて、前記量子ドットコアは金属硫化物コロイド量子ドットである、光起電力デバイス。請求項11に記載の光起電力デバイスにおいて、前記量子ドットコアは金属硫化物コロイド量子ドットであり、前記第1のシェルの前記陽イオンは、Cd2、Pb2、Zn2およびSn2からなるグループから選択された部材である、光起電力デバイス。請求項11に記載の光起電力デバイスにおいて、前記量子ドットコアは金属硫化物コロイド量子ドットであり、前記第1のシェルの前記陽イオンは、Cd2である、光起電力デバイス。請求項11に記載の光起電力デバイスにおいて、前記第1のシェルの前記陽イオンはCd2であり、前記第2のシェルの前記陰イオンは、ハロゲンイオンおよびチオシアン酸イオンからなるグループから選択された部材である、光起電力デバイス。請求項11に記載の光起電力デバイスにおいて、前記量子ドットコアは金属硫化物コロイド量子ドットであり、前記第1のシェルの前記陽イオンはCd2であり、前記第2のシェルの第2の陰イオンはハロゲンイオンである、光起電力デバイス。請求項11に記載の光起電力デバイスにおいて、前記量子ドットコアは金属硫化物コロイド量子ドットであり、前記第1のシェルの前記陽イオンはCd2であり、前記第2のシェルの前記陰イオンは臭素イオンである、光起電力デバイス。請求項2に記載の光起電力デバイスにおいて、前記n型電子受容層は二酸化チタンである、光起電力デバイス。請求項1に記載の光起電力デバイスにおいて、前記第1の光透過電極は、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化インジウムスズおよびフッ素ドープの酸化スズからなるグループから選択された部材である、光起電力デバイス。請求項1に記載の光起電力デバイスにおいて、前記第1の光透過電極はフッ素ドープの酸化スズである、光起電力デバイス。請求項1に記載の光起電力デバイスにおいて、前記第2の電極は、ニッケル、フッ化リチウム、プラチナ、パラジウム、銀、金、銅および銀、金および銅の合金からなるグループから選択された部材である、光起電力デバイス。請求項1に記載の光起電力デバイスにおいて、前記第2の電極は金である、光起電力デバイス。量子ドットコアと、前記量子ドットコアを実質的に完全に取り囲む陽イオンを含む第1のシェルと、および前記第1のシェルを実質的に完全に取り囲む陰イオンを含む第2のシェルと、を備える、ナノ粒子。請求項24に記載のナノ粒子において、前記量子ドットコアは金属カルコゲナイドコロイド量子ドットである、ナノ粒子。請求項24に記載のナノ粒子において、前記量子ドットコアは金属硫化物コロイド量子ドットである、ナノ粒子。請求項24に記載のナノ粒子において、前記量子ドットコアは金属硫化物コロイド量子ドットであり、前記第1のシェルの前記陽イオンは、Cd2、Pb2、Zn2およびSn2からなるグループから選択された部材である、ナノ粒子。請求項24に記載のナノ粒子において、前記量子ドットコアは金属硫化物コロイド量子ドットであり、前記第1のシェルの前記陽イオンはCd2である、ナノ粒子。請求項24に記載のナノ粒子において、前記量子ドットコアは、金属硫化物コロイド量子ドットであり、前記第1のシェルの前記陽イオンはCd2であり、前記第2のシェルの前記陰イオンは、ハロゲンイオンおよびチオシアン酸イオンからなるグループから選択された部材である、ナノ粒子。請求項24に記載のナノ粒子において、前記量子ドットコアは、金属硫化物コロイド量子ドットであり、前記第1のシェルの前記陽イオンはCd2であり、前記第2のシェルの前記陰イオンはハロゲンイオンである、ナノ粒子。請求項24に記載のナノ粒子において、前記量子ドットコアは金属硫化物コロイド量子ドットであり、前記第1のシェルの前記陽イオンはCd2であり、前記第2のシェルの前記陰イオンは臭素イオンである、ナノ粒子。第1の光透過電極と、前記第1の電極と直接電気的接触する第1の半導体層と、光吸収ナノ粒子を含み、前記第1の半導体層と直接電気的接触する第2の半導体層であって、前記ナノ粒子のそれぞれは、量子ドットコアと、前記量子ドットコアを実質的に完全に取り囲む陽イオンを含む第1のシェルと、前記第1のシェルを実質的に完全に取り囲む陰イオンを含む第2のシェルとを含む、前記第2の半導体層と、および前記第2の半導体層と直接電気的接触する第2の電極と、を含む、光起電力デバイス。請求項32に記載の光起電力デバイスにおいて、前記量子ドットコアは金属カルコゲナイドコロイド量子ドットである、光起電力デバイス。請求項32に記載の光起電力デバイスにおいて、前記量子ドットコアは金属硫化物コロイド量子ドットである、光起電力デバイス。請求項32に記載の光起電力デバイスにおいて、前記量子ドットコアは金属硫化物コロイド量子ドットであり、前記第1のシェルの前記陽イオンは、Cd2、Pb2、Zn2およびSn2からなるグループから選択された部材である、光起電力デバイス。請求項32に記載の光起電力デバイスにおいて、前記量子ドットコアは金属硫化物コロイド量子ドットであり、前記第1のシェルの前記陽イオンはCd2である、光起電力デバイス。請求項32に記載の光起電力デバイスにおいて、前記第1のシェルの前記陽イオンはCd2であり、前記第2のシェルの前記陰イオンは、ハロゲンイオンおよびチオシアン酸イオンからなるグループから選択された部材である、光起電力デバイス。請求項32に記載の光起電力デバイスにおいて、前記量子ドットコアは金属硫化物コロイド量子ドットであり、前記第1のシェルの前記陽イオンはCd2であり、かつ、前記第2のシェルの前記陰イオンはハロゲンイオンである、光起電力デバイス。請求項32に記載の光起電力デバイスにおいて、前記量子ドットコアは金属硫化物コロイド量子ドットであり、前記第1のシェルの前記陽イオンはCd2であり、かつ、前記第2のシェルの前記陰イオンは臭素イオンである、光起電力デバイス。請求項32に記載の光起電力デバイスにおいて、前記第1の半導体層は二酸化チタンである、光起電力デバイス。請求項32に記載の光起電力デバイスにおいて、前記第1の光透過電極は、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化インジウムスズおよびフッ素ドープの酸化スズからなるグループから選択された部材であり、前記第2の電極は、ニッケル、フッ化リチウム、プラチナ、パラジウム、銀、金、銅および銀、金および銅の合金からなるグループから選択された部材である、光起電力デバイス。請求項32に記載の光起電力デバイスにおいて、前記第1の光透過電極は、フッ素ドープの酸化スズであり、前記第2の電極は金である、光起電力デバイス。パッシベートされたp型半導体ナノ粒子を製造する方法において、前記方法は、a表面陰イオンを有するp型半導体コロイド量子ドットを、陽イオン含有試薬の溶液によって処理して前記表面陰イオンをパッシベートし、前記陽イオンによって被覆されたコロイド量子ドットを形成し、さらにb被覆された前記コロイド量子ドットを、前記陽イオンをパッシベートする陰イオン含有試薬の溶液によって処理する、各ステップを含む、方法。請求項43に記載の方法において、前記p型半導体コロイド量子ドットは、金属カルコゲナイドコロイド量子ドットである、方法。請求項43に記載の方法において、前記p型半導体コロイド量子ドットは、金属硫化物コロイド量子ドットである、方法。請求項43に記載の方法において、前記p型半導体コロイド量子ドットは、硫化鉛コロイド量子ドットである、方法。請求項43に記載の方法において、前記陽イオン含有試薬の前記陽イオンは、Cd2、Pb2、Zn2およびSn2からなるグループから選択された部材である、方法。請求項43に記載の方法において、前記陽イオン含有試薬の前記陽イオンはCd2である、方法。請求項43に記載の方法において、前記陰イオン含有試薬の前記陰イオンは、ハロゲンイオンおよびチオシアン酸イオンからなるグループから選択された部材である、方法。請求項43に記載の方法において、前記陽イオン含有試薬は、塩化カドミニウムII-テトラデジルホスホン酸-オレイルアミンである、方法。請求項43に記載の方法において、前記陰イオン含有試薬の前記陰イオンは、ハロゲンイオンおよびチオシアン酸イオンからなるグループから選択された部材である、方法。請求項43に記載の方法において、前記陰イオン含有試薬の前記陰イオンはハロゲンイオンである、方法。請求項43に記載の方法において、前記陰イオン含有試薬の前記陰イオンは臭素イオンである、方法。請求項43に記載の方法において、前記陰イオン含有試薬は、臭化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ヘキサトリメチルアンモニウム、ヨウ化テトラブチルアンモニウムおよびチオシアン酸テトラブチルアンモニウムからなるグループから選択された部材である、方法。ヘテロ接合に隣接する領域を特徴づけるために以下で使用される用語実質的に空乏は、この領域の電荷密度が、ショットキー接合の金属側の電荷密度のオーダー桁よりも小さいことを意味する。本発明のあるヘテロ接合領域では、この電荷密度は、導電性金属の電荷密度よりも3桁かそれ以上小さく、多くの場合、その電荷密度は、4桁以上、5桁以上あるいは6桁以上小さい。空乏電荷密度が接合のn型電子受容層側である場合に、特に効果的な結果が達成される。本発明の多くの実施例において、空乏領域の電荷密度の範囲は、約1×1012cm1から約1×1018cm1の範囲、あるいは1×1014cm1から約1×1017cm1、あるいはさらに、約1×1015cm1から約1×1016cm1である。ヘテロ接合の2個の側において異なるバンドギャップ幅を有する材料を使用することによって空乏ヘテロ接合を達成する場合、バンドギャップ差すなわち、接合の一方の側のバンドギャップ幅と接合の他方の側のバンドギャップ幅との差が少なくとも約1.5eV、あるいは約1.5eVから約5eVの範囲内である場合に、多くの場合、効果的な結果を得ることができ、さらに、約2eVから約5eVの範囲内においてより効果的である。接合の一方の側をn型電子受容層、他方の側をp型の光吸収ナノ粒子とすることによって、大きなバンドギャップは、n型電子受容層にある。ナノ粒子として量子ドットが特に有用であり、コロイド量子ドット、すなわちコロイド化学によって製造された量子ドットが重要な例である。勿論、金属カルコゲナイド量子ドットはこの技術分野で良く知られており、鉛カルコゲナイド特に硫化鉛の量子ドットが特に興味がある。量子ドットは、個々の量子ドットの直径に関係した波長で光を吸収することが知られており、この特性は、本発明において、量子ドットの光吸収特性を選択しあるいは最適化するために使用することができる。多くの場合、約2nmから15nmの範囲内の数平均径を有する量子ドットを効果的に使用することができる一方で、約3nmから約10nmの範囲内の数平均径を有する量子ドットが往々にして最も適しており、約3nmから約6nmの量子ドットが往々にして更により有用である。n型電子受容層と光吸収ナノ粒子の組み合わせが接触して配置された場合、上述した空乏化ヘテロ接合を形成する限りにおいて、n型電子受容層は組成において大きく変化し得る。金属酸化物は、n型電子受容層として効果的に作用する材料の一例であり、金属酸化物の特に有用な例は二酸化チタンである。陽イオンの内側パッシベーションシェルと陰イオンの外側パッシベーションシェルを有するナノ粒子に関連した本発明のこれらの観点において、このようなナノ粒子のコアは通常、その表面に露出した陰イオンを有する量子ドットである。上記したように、多くの場合量子ドットは、金属カルコゲナイドコロイド量子ドットであり、往々にして金属硫化物コロイド量子ドットである。有名な例は硫化鉛であり、硫化鉛の量子ドットは往々にして鉛リッチであり、主に露出したPb2イオンで構成されているがしかし同時に露出したS2イオンを含む表面を有する。内側シェルの陽イオンはコア表面のS2イオンに結合しこれをパッシベートする一方で、外側シェルにおける陰イオンは内側シェルの陽イオンに結合しこれをパッシベートする。第1のシェルに対して用いることが可能な陽イオンの例は、Cd2、Pb2、Zn2およびSn2である。この中で、Cd2が特に使いやすく且つ効果的である。第2のシェルとして用いることが有効な陰イオンの例は、ハロゲンイオンとチオシアン酸イオンである。この中で、ハロゲンイオン、特に臭素イオンが最適であり、特にある場合において便利である。これらの2重シェルナノ粒子は上述の空乏ヘテロ接合の光吸収ナノ粒子として有用であるが、さらに一般に光電子デバイス、すなわち粒子が光エネルギーを吸収し吸収したエネルギーを電流に変換するすべてのデバイス、において有用である。更なる観点において、本発明は、パッシベーション物質として有機リガンドを使用することなくパッシベートされたn型半導体ナノ粒子を形成することにある。これは、表面陰イオンを有するp型半導体量子ドットを、表面陰イオンをパッシベートする陽イオンを含有する試薬の溶液によって処理し、その後、その結果として生じる陽イオン処理量子ドットコアを、陽イオンをパッシベートする陰イオンを含んだ試薬溶液によって処理することによって、達成される。Cd2の例を量子ドットコアのパッシベーションのために有用な陽イオンとして注目すると、Cd2含有試薬の例は、塩化カドミニウムII-テトラデジルホスホン酸-オレイルアミンである。陰イオン含有試薬の事例は、第4級アンモニウムハライドとチオシアン酸塩であり、さらに特別な事例としては、臭化セチルトリメチルアンモニウム、塩化ヘキサトリメチルアンモニウム、ヨウ化テトラブチルアンモニウムおよびチオシアン酸テトラブチルアンモニウムがある。上記の1個またはそれ以上の特徴を利用した光起電力デバイスは、通常、少なくとも2個の電極を含んでおり、それぞれの電極はヘテロ接合の2個の半導体層の何れかに電気的に接触している。例えば、n型金属酸化物層とp型金属カルコゲナイドコロイド粒子ドット間のヘテロ接合において、第1の電極はn型金属酸化物層と電気的に直接接触しており、第2の電極はコロイド量子ドットと接触している。多くの場合、第1の電極は光透過電極であり、その例は酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化インジウムスズITOおよびフッ素ドープの酸化スズFTOである。第2の電極は多くの場合、ニッケル、フッ化リチウム、パラジウム、銀、金または銅、或いはこれらの金属の2個またはそれ以上の合金、例えば銀、金および銅の合金である。電極材料の組合せの一例は、第1の電極としてフッ素ドープの酸化スズおよび第2の電極として金である。[実施例1]この実施例は、本発明の範囲内の空乏ヘテロ接合光起電力セルの生成方法を示しており、それぞれのセルは、直径が3.7nmバンドギャップ1.3eV,4.3nmバンドギャップ1.1eVおよび5.5nmバンドギャップ0.9eVのPbSコロイド量子ドット約1017cm3n型ドーピング層を透明TiO2電極上に堆積することによって形成される。TiO2電極は、SnO2:FFTO被覆ガラス基板上のTiO2ペーストDSL-90T、DyesolLtd,,Queanbeyan,NSW,Australiaによって、以下の様にして形成された。FTO基板は先ずトルエンによってリンスされ、その後、脱イオン化された水とトリトンとの混合体容量で1-3中で20分間超音波処理された。別に、TiO2ペーストが、重量の1部分のTiO2ナノ粒子と重量の3部分のテルピネオールとを混合することによって、形成された。ペーストはその後、TiCl4-処理のFTO基板上で、90秒間、1500rpmでスピンキャストされた。それぞれの基板の端では、イソプロピルアルコールで浸漬した綿棒によってペーストが拭い取られて、FTOの一部が電気的接触のために露出される。これはその後直ちに400°Cのホットプレート上で1時間、焼結される。この基板はその後、脱イオン水中の60mMTiCl4のバス中に配置され、70°Cのバス中で30分間焼成される。その後、それらは脱イオン水によってリンスされ、窒素によって乾燥され、1時間、520°Cのチューブ炉の中に置かれ、その後室温まで冷却される。このサンプルは次に冷却され、TiCl4処理が繰り返され、その後520°Cへの最終加熱が実施される。次にこの基板は、個々の基板ホルダー内に配置され、更なる処理の前に空気中に1週間以下の期間、保存される。PbSコロイド量子ドットは以下のようにして形成された。ビズトリメチルシリル硫化物TMS、合成グレード0.18g、1molが、真空下で24時間80°Cまで加熱することにより乾燥されかつ脱気された1-オクタデセン10mLに加えられた。オレイン酸1.34g、4.8mmolとPbO0.45g、2.0mmolおよび1-オクタデカン14.2g、56.2mmolの混合体が、真空下で16時間95°Cまで加熱され、その後Ar下に配置された。フラスコの温度は120°Cまで上げられ、TMS/オクタデカンの混合物が注入され、その結果温度が約95°Cまで低下し、フラスコは36°Cまで冷却されることが可能となる。ナノ結晶は50mLの蒸留アセトンによって沈殿し、自然環境下で遠心分離される。次に、浮遊物が廃棄され、沈殿物がトルエン中に再分散され、20mLのアセトンで再び沈殿され、5分間遠心分離され、乾燥され、さらに再びトルエン約200mL1中に分散される。ナノ結晶はその後、N2充填グローブボックス内に配置され、そこでメタンによって2度沈殿され、その後最終的に25または50mgmL1でオクタン中に再分散される。結果として生じたオレイン酸で覆われたPbS量子ドットは、オクタン中の25または50mg/mL量子ドット溶液によって、TiO2表面を多層スピンコーティングすることにより、TiO2上に堆積される。各層は2500rpmで堆積され、その後メタノール中の10の3-メルカプトプロピオン酸によって簡単に処理されてオレイン酸リガンドが置換され、それによって量子ドットを不溶性とし、その後メタノールとオクタンによってリンスされる。25mg/mL分散を使用した15回の堆積サイクルによって、TiO2基板上に厚さが22nmの熱的に安定な層が形成され、50mg/mL分散を使用した8回の堆積サイクルによって、同じ厚さの熱的に安定した層が同様に形成された。それぞれの層化された媒体は次に、シャドーマスクを介した5mTorrのAr圧下での1Wcm2のパワー密度によるDCスパッタによって、量子ドット層上に150nmから200nmの厚さに堆積される。空間分解X線元素分析および透過型電子顕微鏡法を、集束イオンビームによるフライス加工によって準備されたサンプルの薄片に対して実施し、量子ドットとTiO2層の相互浸透が非常に小さいことが見いだされた。図1は、上記のようにして準備された空乏ヘテロ接合光起電力セルの光起電力応答のプロットを、mAcm2で示す電流密度対電圧で示しており、下側の曲線は暗電流を現し、上側の曲線は、1.3eVのバンドギャップを有する量子ドット3.7nmを備えて製造されたセルの照射電流を示す。データは、Keithley2400ソースメータを周囲条件下で使用して測定された。AM1.5での太陽スペクトルを、Xeランプと100mWcm2に調整された強度を有するフィルタによってクラスA仕様内でシミュレーションした。ソース強度は、Melles-Griot広帯域パワーメータ300nmから2000nmに応答するによって、サンプルの位置で0.049cm2の円形開口を通して測定し、較正された太陽電池セルによって確認した。パワー測定の精度は±7であると推定された。1.3eVのバンドギャップを有する5個のデバイスに対して、Vocの平均値は0.53±0.02Vであり、Jscの平均値は15.4±1.4mAcm2、FFの平均値は57±4であった。平均のAM1.5パワー変換効率ηは従って4.9±0.3であった。最も効率が高いデバイスでは、Vocは0.52V,Jscは16.4mAcm2、FFは58であり、その結果、ηは5.1となる。図2は、上述のようにして準備された空乏ヘテロ接合光起電力セルの光起電力応答のプロットであり、mAで示される電流対電圧を示しており、下方の曲線は0.9eVのバンドギャップ5.5nmを有する量子ドットと共に製造されたセルを表し、中間の曲線は1.1eVのバンドギャップ4.3nmを有する量子ドットと共に製造されたセルを表し、上部の曲線は1.3eVのバンドギャップ3.7nmを有する量子ドットを有して製造されたセルを表している。この図は、最も大きな量子ドットでのTiO2内での電子移動のための駆動力が最も小さく、0.9eVバンドギャップを有するデバイスが依然として10mA/cm2以上の短絡回路電流密度Jscと0.38Vの開回路電圧Vocを有していることを示している。このことは、PbSコロイド量子ドットからTiO2電極への効率的な電子移動には、バンド差を最小とすることが必要であることを示している。これは、電子ドナーとアクセプタ間のバンド差が大きい有機光電池とは反対であり、大きなバンド差は効率に対してかなりのペナルティを強いる。図3は、外部量子効率EQE対波長および吸収率対波長のプロットであり、下側の曲線は最も効率の良い1.3eVバンドギャップ量子ドットデバイスのEQEを表し、上側の曲線は同じデバイスのスペクトル吸収率を表す。EQEは、抽出された電子と入力フォトンの比であり、その曲線は入射フォトン変換効率スペクトルとしても知られている。EQEは、単色光分光器を通して400WXeランプを通過させ、かつ、適正な次数分類フィルタを用いることにより得られる。単色光分光器のコリメート出力は、較正済みのNewport8180UVパワーメータ電力計によって、1.5nm開口を通して測定された。測定バンド幅は約40nmであり、強度はXeランプのスペクトルに伴って変化した。平均強度は0.3mWcm2であった。電流-電圧応答はKeithley2400ソースメータによって測定された。このプロットは、短波長においてEQEが60以上の値に達し、かつ、長波長側ではEQEは24においてピークを有していることを示している。図4は、デバイス容量対バイアス電圧と、デバイス抵抗対バイアス電圧のプロットである。容量は、TiO2からPbSコロイド量子ドット層への電荷移動に基づいて、空乏層から発生する。容量-電圧測定は、Agilent4284ALCRメータを用いて、光起電力デバイス上で直接実行された。吸収分光法はCary500UV-vis-IR走査光分光器を用いて行われた。インピーダンスは、10mVの振幅の信号によって2kHzで獲得され、さらに、図4において、0.03cm3の接触面積を有するデバイスに対して、等価平行抵抗Rpと容量Cpによって表されている。このプロットは、容量および2つの半導体間に分散された関連する空乏層が、観察された開回路電圧値に近い0.6Vのバイアスまで持続することを示している。これは、光生成キャリアの分離を効果的に促進する、内部場が存在することの直接のしるしである。[実施例2]この実施例は、量子ドットコア、陽イオンの内側シェルおよび陰イオンの外側シェルを含むナノ粒子の、本発明の範囲内での準備および使用を示している。オレイン酸リガンドによって被覆されたコロイド量子ドットは、実施例1に記載した方法によって、合成されかつオレインリガンドがはぎ取られる。これらの量子ドットは合成中に過剰なPbを有するように準備され、その結果、鉛リッチではあるが、しかし、その結晶構造において非極性の{100}および{110}または極性の{111}ファセットの何れかからの表面上に硫黄原子を有するバルク組成となる。Cd陽イオンの内側シェルをこれらのPbSコア上に形成するために、ナノ粒子は、CdCl2-テトラデシルホスホン酸-オレイルアミンCdCl2-TDPA-OLAで処理された。この処理は、励起子吸収の僅かに赤へのシフト6および24nm間を結果として生じ、その表面上に高度に陽イオンリッチ材料の部分的な単層が成長していることを示唆し、TDPA-OLAのみを含むCdCl2を含まない対照処理が実施された場合に約30nmのブルーシフトが観察されることによってこの解釈が強化された。元素分析およびX線光電子顕微法は共に、合成サンプルのパウダー中に存在する他の元素に対して0.3のCd原子比を示している。X線回折は、純粋にCdベースの相{例えばCdSが存在しないことを示した。臭素イオンの外側シェルが、次に、メタノール中の臭化セチルトリメチルアンモニウム溶液の使用によって塗布された。セチルトリメチルアンモニウム陽イオンは粒子上の残留オレイン酸塩と結合されて塩が形成され、この塩は、その後の最終的なメタノールリンスによって除去される。臭化セチルトリメチルアンモニウム処理およびメタノールリンスは、ヒドラジンを含まない場合を含む、室温23°Cの空気中で実施された。処理粒子の外表面に感知できる量の有機物が無いことは、2922cm1および2852cm1においてC-H振動が完全に存在しないことを示す、FTIRスペクトルによって確認された。外側に塗布されフィルムに相当量の臭素が存在することは、X線光電子分光法XPSとエネルギー分散X線分光分析EDXによって確認され、かつ、簡単な計算によって表面陽イオンに対する臭素イオンの比率が略1:1であることが示された。元素分析によって、最初のCdCl2-TDPA-OLAの後で、依然として0.3のCd陽イオンが、臭素シェルの塗布の後に存在することが確認された。このような2重シェルパッシベート量子ドットを利用する光起電力デバイスが、上記実施例1で記載された同じ方法によって製造された。走査電子顕微鏡は、量子ドット層が約300nmの厚さであり、かつ、層毎の堆積から形成された被膜に往々にして生じるボイドおよびクラックを含まないことを示していた。デバイスの吸収スペクトルは、Auの上部コンタクトからの反射を含むことによって、2重パスとして得られる。9、11および13の量子ドット層を使用して作られたデバイスのスペクトルが図5に示されており、この図は同時にむき出しのFTO/TiO2基板からの対応スペクトルを含んでいる。950nmの吸収ピークはPbS量子ドットの励起子ピークである。このことは、コア量子ドットの量子閉じ込めがシェル構造中に保存されていることを示している。粒子間距離の削減は、最終被膜中の励起子ピークの、溶液中でのドットの励起子ピークに比べてのレッドシフト~100meVによって示唆されている。100mW/cm2の太陽光に露出することによって、デバイスは、0.45Vの開回路電圧Voc、21.8mA/cm2の短絡回路電流密度Jscおよび59のフィルファクタFFを示し、これによって5.76のパワー変換効率ηが得られる。量子ドット被膜の正味の吸収のAM1.5Gスペクトル上での積分は、100量子効率を有する被膜が、24.4mA/cm2の回路電流密度Jscを達成することを示している。これを測定された21.8mA/cm2の回路電流密度Jscと比較すると、400nm-1150nmの全広帯域吸収領域にわたる平均の内部量子効率IQEが90を超えることが示され、最小の再結合損失と効率的なキャリア抽出を示している。2重シェルパッシベート量子ドット被膜のドーピングの密度とキャリアの寿命は、容量-電圧C-VおよびVoc劣化解析によってそれぞれ決定される。C-V解析は、ドーピングが最も低くドープされた有機リガンドPbSおよびPbSe量子ドット被膜よりも全一桁分低く、図6に示すキャリアの寿命は、二座有機リガンド配位子図6に示す、3-メルカプトプロピオン酸を用いて作られた制御デバイスの寿命の略2倍の長さであり、100mW/cm2の全太陽光の下においても40μ秒を超える顕著に長い寿命を達成した。2重シェルパッシベート量子ドットではさらに、酸化に対する抵抗性が向上している。図7は、本発明に係る2重シェルパッシベート量子ドットを3-メルカプトプロピオン酸リガンドを担う量子ドットと比較する、電流密度対電圧のプロットであり、それぞれの量子ドットは、フレッシュな場合製造直後と研究室のベンチに周囲環境の下で10日間置いたものの両方を示している。2重シェルパッシベート量子ドットは、10日間の間に性能において顕著な変化を示さず、一方、有機リガンド被覆の量子ドットは同じ期間内に完全な効率損失を経験した。臭素イオン以外の陰イオンの内側シェルの有効性を示すために、種々の陰イオンを有する2重シェルパッシベート量子ドットを含むデバイスが製造され、その光起電力性能特性の測定が行われた。陰イオンを担う試薬は、塩化ヘキサトリメチルアンモニウムHTAC、臭化セチルトリメチルアンモニウムCTAB、ヨウ化テトラブチルアンモニウムTBAIおよびチオン酸テトラブチルアンモニウムTBATである。測定されたパラメータは、JscmA/cm2、VocV、FF、η、シャント抵抗Rshおよび直列抵抗Rs、および整流フォワードバイアス1Vおよびリバースバイアス-1V間の電流であり、これらは以下の表にリストされている。添付の特許請求の範囲において、1つまたは1個と言う用語は1個又はそれ以上を意味する。ステップまたは要素に先行する場合の用語含むおよびその変形は、更なるステップまたは要素の付加が任意であって、排他的でないことを意味する。この明細書で引用された全ての特許、特許出願およびその他の公開された参考資料は、参照によってその全体をここに組み入れる。ここに引用された全ての参考資料または全ての一般的な従来技術と、この明細書における明示の開示間の不一致は全て、この明細書の開示を選択して解決されるべきである。これは、言葉或いは句の技術的に理解されている定義と、同じ言葉または句のこの明細書において明示的に提供されている定義との不一致を含む。"