Kvantu punktu saules baterijas ir saules baterijas, kas veidotas uz nanometru mērogā ražotu kristālu tīkla, kas spēj pārspēt parastās saules bateriju tehnoloģijas, jo saules baterijas uztver saules gaismu būtiski ierobežotā veidā. Standarta saules baterija ir veidota uz materiāla slāņa, kas ir visefektīvākais, lai uztvertu noteiktu gaismas joslu vai viļņa garumu. Tomēr kvantu punktus kvantu punktu saules baterijās var izveidot, lai uztvertu vairākas gaismas joslas, ražošanas procesā mainot to izmēru un ķīmisko sastāvu. Tas padara dažādu kvantu punktu masīvu uz viena substrāta slāņa potenciāli spējīgu uztvert plašu gaismas viļņu garumu diapazonu, padarot tos daudz efektīvākus un ekonomiskākus nekā standarta saules baterijas.
Tehniskais ierobežojums saules gaismas pārvēršanai elektroenerģijā ar saules bateriju materiālu, kas sastāv no viena veida ķīmiskās struktūras, teorētiski ir ne vairāk kā 31%. Tomēr no 2011. gada komerciālo saules bateriju praktiskais efektivitātes līmenis maksimālajā līmenī ir tikai no 15% līdz 17%. Pētījumi ir veikti gadu desmitiem, lai atrastu uzlabojumus saules bateriju tehnoloģijā no vairākiem skatu punktiem, piemēram, samazinātu fotoelektrisko materiālu izmaksas, kuru pamatā ir ļoti tīrs silīcijs, aizstājot elastīgus polimērus un metāla substrātus. Saules šūnu pētniecībā galvenā uzmanība ir pievērsta arī plašāka gaismas diapazona uztveršanai, gan saliekot dažādus saules bateriju materiālu slāņus, gan veidojot unikālus kristālus, kas pazīstami kā kvantu punkti, vienā saules baterijas slānī. Visām pieejām ir savi trūkumi, un kvantu punktu saules baterijas arī cenšas izmantot to priekšrocības, kur iespējams.
Jaunā kvantu punktu saules bateriju tehnoloģija ir balstīta uz pašu kvantu punktu fiziku un ķīmiju, bet ietver arī daudzslāņu saules baterijas principu un spēju iekļaut šos komponentus vieglāk izgatavojamā, potenciāli elastīgs substrāts. Ideālā gadījumā šīs tehnoloģijas mērķis ir ražot tā saukto pilna spektra saules bateriju, kas spēj uztvert līdz 85% izstarotās, redzamās gaismas un pārvērst to elektrībā, kā arī uztvert daļu gaismas infrasarkanajā un ultravioletajā joslā. Enerģijas izlaide šādām saules baterijām 42. gadā laboratorijā ir sasniegusi 2011% efektivitāti, un pašreizējie centieni ir saistīti ar praktisku, rentablu ķīmisko struktūru atrašanu šādai tehnoloģijai, lai to varētu ražot masveidā.
Pieejas nākamās paaudzes saules baterijām ir vērstas uz trīs joslu spraugu vai vairāku krustojumu modeli, kur dažādi gallija-arsenīda-nitrāta pusvadītāju sakausējumu slāņi ir savstarpēji savienoti. Citā vairāku savienojumu ķīmiskajā kompozīcijā ir izmantots cinka-mangāna-telūrija sakausējums, un kvantu punktu saules baterijas tiek izgatavotas arī no kadmija-sulfīda uz titāna dioksīda substrāta, kas ir pārklāts ar organiskām molekulām, lai savienotu metāla substrātu un kvantu punktus. Citas variācijas trīs joslu spraugas slāņos ietver pētījumus, izmantojot indija-gallija-fosfīdu, indija-gallija-arsenīdu un germāniju. Šķiet, ka daudzas ķīmiskās kombinācijas darbojas, un procesā izmantoto molekulu izmēram, piemēram, organiskajam savienojuma slānim, šķiet, ir tiešāka ietekme uz kvantu punktu saules elementu efektivitāti, lai uztvertu plašu gaismas spektru nekā pašu materiālu faktiskā ķīmija. Tomēr slāņiem daudzpunktu saules baterijā, ieskaitot pašus kvantu punktus, bieži vien ir jābūt mazākam par diviem nanometriem, kas prasa ārkārtīgi lielu precizitātes līmeni, lai nodrošinātu, ka tikai mikroshēmas iekārtas, kas ražo datoru procesorus un atmiņu, ir spēj masveidā.
Kvantu punktu saules bateriju izpētes mērķis ir padarīt saules baterijas gan efektīvākas, gan lētākas ražošanā. Ideālā gadījumā tie tiks veidoti uz elastīgiem polimēru materiāliem, lai tos varētu krāsot uz ēkām vai izmantot kā pārklājumu portatīvajai elektronikai. Tad tos varētu arī ieaust sintētiskajos audumos apģērbam un polsterējumam automašīnās. Tas nodrošinātu saules bateriju tehnoloģiju plašu pielietojumu elektroenerģijas ražošanā, kas varētu papildināt vai aizstāt vajadzību pēc fosilā kurināmā daudzām kopējām patērētāju vajadzībām, tostarp klimata kontrolē, telekomunikācijās, transportā un apgaismojumā. Šādas saules baterijas ir izveidotas laboratorijā ASV, Kanādā, Japānā un citās valstīs, un pirmais uzņēmums, kas atradīs lētu tehnoloģiju masveida ražošanas metodi, visticamāk, iegūs tai nepieredzēta mēroga pasaules tirgu.