最近,一种新型的太阳能转换设备-发光太阳能集中器已经进入人们的视野。该设备可以使几乎透明的窗户成为为人们提供能量的发电机。
并且其最近的技术突破极大地降低了其环境毒性,提高了光收集的效率并改善了色彩失真的问题。这项技术突破使发光太阳能聚光器技术的市场化运作成为可能,并且将来不可避免地会出现在人们的身边。
将任何窗口变成可用的电源都不是一时的兴致。使用量子点的发光太阳能聚光器技术使这一想法变成了现实。
是一个窗口,也是一个电源。发光太阳能聚光器(LSC)是一种捕获阳光的新兴技术,它可能会颠覆我们对能源的思考和使用。
由美国能源部洛斯阿拉莫斯国家实验室和意大利米兰的比可卡大学的研究人员组成的联合小组,在最新一期的《自然与环境》杂志上发表了论文。关于“高效大面积无色发光太阳能聚光器”的研究结果。
洛斯阿拉莫斯国家实验室的首席研究员Victor Klimov说:“在这种新设备中,透过一部分窗户的透射光被纳米粒子(半导体量子点)分散在玻璃窗户上。它吸收并重新发射肉眼不可见的红外波长。
这些波被导向窗户附近的太阳能电池。 “使用这种设计,在晴天,几乎透明的窗户变成了发电机,可以在炎热的日子为空调提供电力,或者在寒冷的冬天为房间的热水器供电。
无色无毒。 2014年4月,这个合作研究小组从理论上证明了所使用的复合量子点设备不适合实际应用,因为它们是由有毒的重金属镉制成的,只能吸收一小部分太阳能,因此采光效率高,浓缩器上有深黄色或红色标记。
Bicocca大学材料科学系物理学教授Francisco Francisco在描述这项新兴研究时指出:“为了使这项技术尽快从实验室出来并充分发挥其在可持续发展方面的潜力,建筑物,它必须能够捕获整个太阳光谱的无毒聚光器。 & rdquo;因此,研究人员更新了解决着色问题的方法。
Klimov解释说:“新设备使用了复杂的成分,通常简称为CISeS,包括铜(Cu),铟(In),硒(Se)和硫(S)。重要的是,这些颗粒应不含任何有毒金属。
他强调说,CISeS的量子点提供了对太阳光谱的均匀覆盖,从而增加了具有中性色调的窗口,并且没有颜色失真的感觉。此外,它们发出的近红外光肉眼不可见,这非常适用于最常见的硅基太阳能电池。
高效,低成本-这项成就的主要优势在于,它在程序上可以与用于组装高质量聚合物窗的电池铸造的工业方法完全媲美。在制造过程中,需要将量子点封装在具有高光学质量的透明聚合物基质中。
研究人员使用了一种交联的聚丙烯酸十二烷基酯,这是一种丙烯酸酯聚合物。它的长侧链防止了量子点的聚集,并为它们提供了“友好”的量子点。
在允许的环境中将其封装在聚合物上,以保持量子点发光的高效特性。弗朗西斯科说:“为了弥补与实际窗口尺寸兼容的高光电效率,我们仍然必须保持透射和引导光发射的关键能力,并且不存在吸收损失。
美学因素对于新兴技术的期望也至关重要。 "洛斯·阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)的前博士后研究员,量子点领域的现任企业家(UbiQD的创始人兼总裁) McDaniel补充说:“剩下的工作是解决降低成本的问题。
现在,这种材料制造量子点的成本比以前的材料便宜得多。我们使用了一类新型的低成本,低风险量子点来形成CISeS的混合物,从而克服了该技术在商业上推广所遇到的最大障碍。
"节能环保,意大利研究小组首席研究员塞尔吉奥·布罗维尼(Brovini)说:“为此,量子点可乐