Нови двуслойни соларни прозорци с квантови точки генерират енергия с по-добра ефективност

Изследователи в американска национална лаборатория вече са използвали квантови точки за двуслойни соларни прозорци, които  засенчват, изолират и генерират енергия – с по-голяма ефективност. Екипът на Националната лаборатория в Лос Аламос се ориентира към нова архитектура на прозореца, като използва квантови точки с ниски цени два слоя на двата слоя на прозорците. Точките са настроени към отделни части от слънчевия спектър.

Двуслойните прозорците са  оборудвани с манганови квантови точки, абсорбиращи синьо и ултравиолетово, върху повърхността на предното стъкло и квантови точки от меден индиев селенид, абсорбиращи останалата част от спектъра, върху повърхността на задното стъкло. След като светлината се абсорбира, точките я излъчват отново на по-дълга дължина на вълната. Цялостното вътрешно отражение води светлината към краищата, където тя може да бъде събрана и превърната в електричество от слънчевите клетки, които се намират в рамката на прозореца.

Разделянето на слънчевия спектър – при което слънчевите фотони с по-ниска и с по-ниска мощност могат да се обработват отделно – е от ключово значение за изследването, според Los Alamos. И точките в предния слой ммогат да реабсорбират, за което от лабораторията казва, че екипът е постигнал това чрез включване манганови йони в точките“, които служат като високоемисионни примеси. Светлината, абсорбирана от квантовите точки, активира тези примеси. Следвайки активацията мангановите йони излъчват светлина при енергии под абсорбцията на квантовата точка. Този трик позволява почти пълно елиминиране на загубите, дължащи се на самоабсорбирането от квантовите точки.“

Прототипът на изследователите показва висока оптична квантова ефективност от 6,4% за осветление на слънчевата светлина и ефективност на преобразуване на слънчевата енергия в електрическа енергия от 3,1%. Увеличаването на ефективността, дължащо се на тандемната архитектура върху еднослойните устройства, бързо се увеличава с нарастващия размер на LSC [луминесцентния слънчев концентратор] и може да достигне повече от 100% в структури с размери на прозорци, които са повече от 2500 кв. см.

Едно изследване на соларните двуслойни прозорци с двоен панел може да намали цената на слънчевата енергия, според водещия изследовател Виктор Климов, който казва в изявление: „Поради високата производителност, която можем да постигнем с евтини, разтворими  материали, тези квантово- точкови двуслойни прозорци и още по-сложните луминесцентни слънчеви концентратори предлагат нов начин да се намали цената на слънчевата електроенергия.“