量子點塗層讓窗戶變身太陽能板

科技日報北京10月13日電 （記者聶翠蓉）美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室官方網站12日報道，該實驗室高等太陽能光物理中心的研究團隊通過向普通玻璃噴塗薄層量子點，獲得了一定的太陽能轉化效率，從而可以將建築物中的玻璃窗戶變成低成本光伏發電系統。

人們總是試圖用多個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，不僅能大大簡化裝置，而且成本更低。現在我們做到了。」領導這項研究的納米技術工程師維克托·克里莫夫說。

克里莫夫團隊發現，一種超薄量子點塗層能讓普通玻璃變身太陽能板，維持功能長達14年之久，而且能源轉化效率現在已經高達1.9%，雖然離實用所需的6%還有差距，但他們能夠很快達到這個目標。而且向窗戶玻璃噴塗量子點非常容易，只需一台機器將漿狀量子點和PVP聚合物噴塗到玻璃上，然後用刮片將其鋪開成薄層即可。

克里莫夫團隊所用的量子點含有一個砷化鎘內核與一個鎘鋅硫層外殼，並覆蓋一層二氧化硅以防外殼層氧化而喪失吸光功能。當太陽光子遇到量子點後，外殼內的電子從共價帶躍遷到傳導帶，留下空穴。電子和空穴同時跳到內核，在那裡重新聚合形成光子。在設計中，他們讓外殼層只吸收高能光子，這樣新光子就會很容易通過內部反射傳送到整塊玻璃和量子點層，最終到達玻璃邊緣，被那裡的太陽能電池吸收。

研究人員表示，新研究證明，量子點等納米晶體可用來製作大面積和高性價比的收集散射光源的裝置，對吸光性和穩定性的相關測試也表明，這類裝置與其他太陽能電池相比毫不遜色。這些塗層還能回收再利用，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。他們接下來會繼續調整量子點濃度，以改善吸光特性和轉化效率，便於早日投入使用。

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