據(jù)電子工程專輯稱，研究人員們正計劃用量子點技術(shù)徹底改造太陽能聚光器。經(jīng)由內(nèi)建的量子點采集來自太陽的光源，研究人員們期望能將窗戶變成高效率的太陽能板聚光器。

美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室(Los Alamos National Laboratory，LANL)與意大利米蘭比可卡大學(xué)(University of Milano-Bicocca，UNIMIB)合作，最近展示了為這種LSC窗戶實現(xiàn)大于10%的光學(xué)效率。其作法是將太陽光電(PV)電池放在注入量子點的窗戶邊緣，使其轉(zhuǎn)變成為發(fā)光的太陽能聚光器(LSC)。

LANL先進太陽能光物理中心(CASP)的首席研究員Victor Klimov表示，“我們的裝置是一款光采集器——這款聚光器能夠從較大區(qū)域擷取光源并將其導(dǎo)入更小的PV電池?！?針對概念性驗證展示，Klimov的研究團隊們在UNIMIB的協(xié)助下，將量子點嵌入于一個邊緣圍繞PV太陽電池的透明塑料中。

量子點是高效率的發(fā)射器，可展現(xiàn)接近100%的發(fā)光效率，但以往嘗試用于實際尺寸的LSC 并未取得成功。其問題在于量子點重新吸收許多原應(yīng)被邊緣PV電池采集的再發(fā)射光子。為了解決這個問題，Klimov與其同事采用斯托克斯位移(Stokes-shift)法，開發(fā)出可改變再發(fā)射光子波長的量子點。

利用19世紀愛爾蘭物理學(xué)家George Stokes發(fā)明的斯托克斯位移法，可設(shè)計成為結(jié)合硒化鎘(CdSe)和硫化鎘(CdS)兩種不同材料的量子點。小型的CdSe核心作為發(fā)射核心，而CdS厚殼則扮演集光天線的角色。由于CdS的能隙較CdSe更寬，由CdSe核心發(fā)射的光表現(xiàn)出更大的低能量轉(zhuǎn)移。該策略導(dǎo)致大量的斯托克斯位移，從而有助于減少吸收損失。

當CdS內(nèi)部核心嵌入可將太陽能導(dǎo)入窗緣太陽電池的PMMA窗格時，CdSe量子點吸收光子，然后從CdS核心以不同的波長重新發(fā)射能量。

研究人員們證實了所取得的LSC設(shè)備可達到大約10%的光采集效率，以及幾乎無損失的再吸收。經(jīng)由模擬顯示，這些裝置的實際尺寸還可擴展到超過1米。

LANL的研究人員們開發(fā)出厚殼的CdSe/CdS量子點，而意大利團隊們則負責(zé)將開發(fā)結(jié)果嵌入較大的PMMA組合物中。