洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室用量子點(diǎn)涂層讓普通玻璃變成太陽能板
美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室官方網(wǎng)站12日?qǐng)?bào)道，該實(shí)驗(yàn)室高等太陽能光物理中心的研究團(tuán)隊(duì)通過向普通玻璃噴涂薄層量子點(diǎn)，獲得了一定的太陽能轉(zhuǎn)化效率，從而可以將建筑物中的玻璃窗戶變成低成本光伏發(fā)電系統(tǒng)。
人們總是試圖用多個(gè)相連的太陽能電池模塊來捕獲落在窗戶上的太陽能。“而利用一種機(jī)制將捕獲的太陽光直接送往窗戶邊緣的太陽能電池，不僅能大大簡(jiǎn)化裝置，而且成本更低。現(xiàn)在我們做到了。”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的納米技術(shù)工程師維克托·克里莫夫說。
克里莫夫團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，一種超薄量子點(diǎn)涂層能讓普通玻璃變身太陽能板，維持功能長(zhǎng)達(dá)14年之久，而且能源轉(zhuǎn)化效率現(xiàn)在已經(jīng)高達(dá)1.9%，雖然離實(shí)用所需的6%還有差距，但他們能夠很快達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。而且向窗戶玻璃噴涂量子點(diǎn)非常容易，只需一臺(tái)機(jī)器將漿狀量子點(diǎn)和PVP聚合物噴涂到玻璃上，然后用刮片將其鋪開成薄層即可。
克里莫夫團(tuán)隊(duì)所用的量子點(diǎn)含有一個(gè)砷化鎘內(nèi)核與一個(gè)鎘鋅硫?qū)油鈿ぃ⒏采w一層二氧化硅以防外殼層氧化而喪失吸光功能。當(dāng)太陽光子遇到量子點(diǎn)后，外殼內(nèi)的電子從共價(jià)帶躍遷到傳導(dǎo)帶，留下空穴。電子和空穴同時(shí)跳到內(nèi)核，在那里重新聚合形成光子。在設(shè)計(jì)中，他們讓外殼層只吸收高能光子，這樣新光子就會(huì)很容易通過內(nèi)部反射傳送到整塊玻璃和量子點(diǎn)層，最終到達(dá)玻璃邊緣，被那里的太陽能電池吸收。
研究人員表示，新研究證明，量子點(diǎn)等納米晶體可用來制作大面積和高性價(jià)比的收集散射光源的裝置，對(duì)吸光性和穩(wěn)定性的相關(guān)測(cè)試也表明，這類裝置與其他太陽能電池相比毫不遜色。這些涂層還能回收再利用，玻璃也是隨手可得，正是那些房頂沒有足夠地方安裝太陽能板的高樓大廈的首選。他們接下來會(huì)繼續(xù)調(diào)整量子點(diǎn)濃度，以改善吸光特性和轉(zhuǎn)化效率，便于早日投入使用。
