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调整量子点启动双窗格太阳能窗

2019-04-10 19:15:51来源:

研究人员使用两种类型的“设计师”量子点,创造了双层太阳能窗户,可以更高效地发电并创造遮阳和隔热效果。所有这一切都是通过一种新的窗户结构实现的,该结构利用两个不同层的低成本量子点进行调谐,以吸收太阳光谱的不同部分。

“由于我们可以通过低成本,可溶液加工的材料实现强大的性能,这些基于量子点的双层玻璃窗和更复杂的发光太阳能聚光器提供了降低太阳能电力成本的新方法,首席研究员Victor Klimov说。“该方法通过在现有太阳能电池板上添加高效阳光收集器或将它们作为半透明窗口集成到建筑物的结构中来补充现有的光伏技术。”

这一进步的关键是“太阳光谱分裂”,它允许人们分别处理更高能量和更低能量的太阳光子。较高能量的光子可以产生更高的光电压,这可以提高整体功率输出。这种方法还改善了光电流,因为前层中使用的点实际上是“无吸收的”。

为实现这一目标,洛斯阿拉莫斯团队将量子点纳入锰离子,作为高发射杂质。量子点吸收的光激活这些杂质。激活后,锰离子以低于量子点吸收开始的能量发光。该技巧允许几乎完全消除由于量子点的自吸收而导致的损失。

为了将窗户变成串联的发光太阳光收集器,洛斯阿拉莫斯团队在前玻璃板的表面上沉积了一层高发射的锰掺杂量子点,并在后窗玻璃表面上沉积了一层铜铟硒化物量子点。前层吸收太阳光谱的蓝色和紫外部分,而其余光谱则由底层拾取。

在吸收之后,点重新发射更长波长的光子,然后重新发射的光被全内反射引导到窗口的玻璃边缘。在那里,集成到窗框中的太阳能电池收集光并将其转换为电气。