量子点发光太阳能聚光器还具有节能作用,其过滤效果能降低室内温度,这也意味着可以减少空调的运转时间。
照射区域与背面反射的效果
这项新技术在去年4月还仅停留在“纸上谈兵”。当时,这个合作研究团队在理论上得出结论:由于发光太阳能聚光器是基于有毒的重金属镉制成,只能够吸收一小部分的太阳能,设备捕光的效率并不高,还会使设备留有深黄色或红色痕迹,因此,该复合量子点设备目前并不适合在对审美有要求的现实场景之中。
“为了让这个技术尽快从实验室走出来,我们必须得尽快研发出能捕获整个太阳光谱且无毒的聚光器。”比可卡大学材料科学系物理学教授弗朗西斯科说。
研究人员尝试用其他方法来解决着色的问题。新的设备使用了一个复杂的组合物,简称为CISeS,包括了铜(Cu)、铟(In)、硒(Se)和硫(S)等元素。“这些粒子不含任何有毒的金属。”克里莫夫解释说,“CISeS的量子点提供了统一的太阳光谱覆盖面,增加了具有中性色调的窗户,颜色也没有任何失真感。”此外,他还强调,新的装置发射的近红外光肉眼不可见,非常适合最常见晶硅太阳能电池。
表面嵌入多晶硅太阳能电磁阵列
在制造过程中,需要把量子点封装在一个高光学品质的透明聚合物基体内。研究人员使用了一个交叉结合的聚十二基异丁烯酸盐,其属于丙烯酸酯类聚合物,它的长侧链可防止量子点的凝聚,并为其提供“友好”的环境,保持量子点光散发的高效特性。
在保证与真正窗户尺寸兼容高光电效率的同时,“审美因素对于一项新兴技术的期望也是至关重要的。”弗朗西斯科说。
成本则是另外一个需要解决的问题。“目前采用的材料来制造量子点比之前的材料便宜很多,在使用低成本、低风险的量子点组成混合物CISeS,克服了对这种技术商业化的又一障碍。”曾在洛斯阿拉莫斯国家实验室工作的博士后、目前量子点领域的企业家(UbiQD创始人和总裁)亨特·麦克丹尼尔补充说道。