«Благодаря высокой производительности, которую мы можем достичь с помощью недорогих, обрабатываемых материалов, эти двухкамерные окна на основе квантовых точек и даже более сложные люминесцентные солнечные концентраторы предлагают новый способ снизить стоимость солнечной электроэнергии, "- сказал ведущий исследователь Виктор Климов. «Этот подход дополняет существующую фотоэлектрическую технологию, добавляя высокоэффективные солнечные коллекторы к существующим солнечным панелям или интегрируя их в качестве полупрозрачных окон в архитектуру здания».Ключом к этому прогрессу является «расщепление солнечного спектра», которое позволяет обрабатывать солнечные фотоны с более высокой и низкой энергией отдельно. Фотоны с более высокой энергией могут генерировать более высокое фотоэдс, что может повысить общую выходную мощность. Этот подход также улучшает фототок, поскольку точки, используемые в переднем слое, практически не имеют реабсорбции.
Чтобы добиться этого, команда Лос-Аламоса включает в квантовые точки ионы марганца, которые служат высокоэмиссионными примесями. Свет, поглощаемый квантовыми точками, активирует эти примеси.
После активации ионы марганца излучают свет с энергиями ниже начала поглощения квантовых точек. Этот прием позволяет практически полностью исключить потери из-за самопоглощения квантовыми точками.Чтобы превратить окно в тандемный люминесцентный коллектор солнечного света, команда из Лос-Аламоса наносит слой квантовых точек с высокой эмиссией, легированных марганцем, на поверхность переднего стекла и слой квантовых точек селенида меди и индия на поверхность заднего стекла. . Передний слой поглощает синюю и ультрафиолетовую части солнечного спектра, в то время как остальная часть спектра улавливается нижним слоем.
После поглощения точка повторно излучает фотон с большей длиной волны, а затем повторно излучаемый свет направляется путем полного внутреннего отражения к стеклянным краям окна. Там солнечные элементы, встроенные в оконную раму, собирают свет и преобразуют его в электричество.