量子点技术：让你的窗户与太阳能电池合二为一
2014-11-10 19:42 来源:eettaiwan 作者： 阅读： 4 次 本文关键字： 喜欢 打印 收藏 评论
环球太阳能光伏发电网讯：量子点技术已经彻底改变显示器应用了，例如广受喜爱得 Kindle Fire 电子书阅读器得背光使用了Nanosys公司制造得量子点增强薄膜（QDEF）。如今，研究人员们打算用量子点彻底改造太阳能聚光器。
经由内建得量子点采集来自太阳得光源，研究人员们期望能将窗户变成高效率得太阳能板聚光器。其作法是将太阳光伏（PV）电池放在注入量子点得窗户边缘，使其转变成为发光得太阳能聚光器（LSC）。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory；LANL）与意大利米兰比可卡大学（University of Milano-Bicocca；UNIMIB）合作，最近展示这种为这种LSC窗户实现大于10%得光学效率。
透明得量子点窗格材料在紫外线得照射下发光（来源：Los Alamos National Laboratory）
“我们得装置是一款光采集器——这款聚光器能够从较大区域撷取光源并将其导入更小得PV电池，”LANL先进太阳能光物理中心（CASP）得首席研究员Victor Klimov表示。 针对概念性验证展示，Klimov得研究团队们在UNIMIB得协助下，将量子点嵌入于一个边缘围绕PV太阳电池得透明塑料中。
量子点是高效率得发射器，可展现接近100%得发光效率，但以往尝试用于实际尺寸得LSC 并未取得成功。其问题在于量子点重新吸收许多原应被边缘PV电池采集得再发射光子。为了解决这个问题，Klimov与其同事采用斯托克斯位移（Stokes-shift）法，开发出可改变再发射光子波长得量子点。
利用19世纪爱尔兰物理学家George Stokes发明得斯托克斯位移法，可设计成为结合硒化镉（CdSe）和硫化镉（CdS）两种不同材料得量子点。小型得CdSe核心作为发射核心，而CdS厚壳则扮演集光天线得角色。由于CdS得能隙较CdSe更宽，由CdSe核心发射得光表现出更大得低能量转移。该策略导致大量得斯托克斯位移，从而有助于减少吸收损失。
当CdS内部核心嵌入可将太阳能导入窗缘太阳电池得PMMA窗格时，CdSe量子点吸收光子，然后从CdS核心以不同得波长重新发射能量。
研究人员们证实了所取得得LSC设备可达到大约10%得光采集效率，以及几乎无损失得再吸收。经由模拟显示，这些装置得实际尺寸还可扩展到超过1公尺。
LANL得研究人员们开发出厚壳得CdSe/CdS量子点，而义大利团队们则负责将开发结果嵌入较大得PMMA组合物中。
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