Współpraca naukowców z Los Alamos National Laboratory w Stanach Zjednoczonych oraz University of Milano-Bicocca we Włoszech przyniosła rezultat w postaci nowej generacji kropek kwantowych osadzonych w matrycy przezroczystego polimeru. Dzięki nim transparentna szyba ma działać jak panel fotowoltaiczny i konwertować przechwyconą energię słoneczną na elektryczną.
Zasada działania
Kropki kwantowe tworzą półprzewodnikowe układy, gdzie wiązane są nośniki ładunków, elektrony i dziury (podobnie jak w przypadku działania standardowych paneli PV). Można je otrzymać przez utworzenie odpowiedniej struktury na podłożu, za pomocą litografii metod epitaksjalnego wzrostu kryształów lub też na drodze syntezy wewnątrzmicelarnej (roztwory koloidalne). Pojedyncza kropka posiada poziomy energetyczne, dostarczając światło obserwujemy emisję promieniowania, towarzyszącą powrotom do stanów o mniejszych energiach.
Budowa
Badacze zaprojektowali luminescencyjny koncentrator emisji promieniowania słonecznego. Aparatura w formie płyty lub folii polimerowej absorbuje promieniowanie. Polimerowa matryca pracuje jak światłowód i jest ograniczona przez krawędzie gdzie umieszczone są ogniwa fotowoltaiczne. Zaabsorbowane przez kropki promieniowanie wysyłane jest do krawędzi koncentratora, gdzie następuje konwersja w energię elektryczną.
Tak działające kropki kwantowe umieszczono w przezroczystej polimerowej płycie z polimetakrylanu metylu (PMMA) o wymiarach odpowiadających standardowym szybom. Podczas badań stwierdzono wydajność pochłaniania fotonów na poziomie około 10%, co oznacza, że dla oka ludzkiego płyta z kropkami kwantowymi była przezroczysta jak tradycyjna szyba. Naukowcy przekonują, że przedstawiony prototyp świetnie nadaje się do budowy fotowoltaicznych szyb okiennych.
Źródło: materialyinzynierskie.pl
