Skip to main content

Nieuwe zonnepanelen met dubbele ruit en kwantumdots genereren stroom met een betere effici├źntie

Onderzoekers in een Amerikaans nationaal laboratorium hebben nu kwantumstippen gebruikt voor dubbele glaswolvensters die schaduw bieden, isolatie bieden en natuurlijk energie opwekken - met grotere efficiëntie. Het Los Alamos National Laboratory-team baseerde zich op een nieuwe vensterarchitectuur met behulp van twee lagen laaggeprijsde kwantumstippen, afgestemd om verschillende delen van het zonnespectrum in te nemen.

De dubbele beglazing was uitgerust met met mangaan gedoteerde kwantumstippen, die blauw en ultraviolet absorberen, op het oppervlak van de voorruit en koper-indiumselenidekwantumstippen, die de rest van het spectrum absorberen, op het oppervlak van de achterruit. Zodra het licht is geabsorbeerd, stippen de stippen opnieuw uit op een langere golflengte. Totale interne reflectie geleidt het licht naar de randen, waar het kan worden verzameld en omgezet in energie door zonnecellen in het raamkozijn.

Gerelateerd: Nationaal laboratorium schaalt zonnepanelen met kwantumpunt op die hele gebouwen kunnen aandrijven

Het splitsen van het zonnespectrum - waarin hogere- en energiezuinige zonnefotonen afzonderlijk kunnen worden verwerkt - is volgens Los Alamos de sleutel tot het onderzoek. En de punten in de voorlaag zijn in wezen vrij van reabsorptie, wat het laboratorium zei dat het team volbracht door het opnemen in kwantumstippen van mangaanionen "die dienen als sterk emitterende onzuiverheden. Licht geabsorbeerd door de quantum dots activeert deze onzuiverheden. Na activatie zenden de mangaanionen licht uit bij energieën onder de quantum-dot absorptie-aanvang. Deze truc maakt bijna volledige eliminatie van verliezen door zelfabsorptie door de quantum dots mogelijk. "

Het journaal Natuur Fotonica publiceerde het onderzoek online op nieuwjaarsdag. Volgens het abstract van het artikel vertoont het prototype van de onderzoekers een hoge optische kwantumefficiëntie van 6,4 procent voor zonlichtverlichtingen en een conversie-efficiëntie van zonne-energie naar elektriciteit van 3,1 procent. De efficiëntiewinsten als gevolg van de tandemarchitectuur ten opzichte van enkellaags-apparatuur nemen snel toe met de LSC [luminescent solar concentrator] -afmeting en kunnen meer dan 100 procent bereiken in structuren met raamafmetingen van meer dan 2500 vierkante centimeter. "

Dubbelvelds quantum dot-onderzoek naar zonnepanelen kan de kosten van zonne-energie verlagen, aldus hoofdonderzoeker Victor Klimov, die in een verklaring zei: "Vanwege de sterke prestaties die we kunnen bereiken met goedkope, in oplossing verwerkbare materialen, zijn deze kwantum- stip-gebaseerde dubbele beglazing en zelfs meer complexe luminescerende zonneconcentrators bieden een nieuwe manier om de kosten van zonne-energie te verlagen. "