Med hjälp av två typer av "designer" -kvantprickar, forskare skapar dubbelruta solfönster som genererar el med större effektivitet och skapar skuggning och isolering för gott mått. Allt är möjligt genom en ny fönsterarkitektur som använder två olika lager av billiga kvantprickar som är inställda för att absorbera olika delar av solspektrumet.

"På grund av den starka prestanda vi kan uppnå med låg kostnad, lösningsbearbetningsbara material, dessa kvantprickbaserade dubbelruta fönster och ännu mer komplexa självlysande solkoncentratorer erbjuder ett nytt sätt att sänka kostnaden för solenergi, "sade huvudforskaren Victor Klimov." Tillvägagångssättet kompletterar befintlig fotovoltaisk teknik genom att lägga till högeffektiva solfångare till befintliga solpaneler eller integrera dem som halvtransparenta fönster i en byggnads arkitektur. "

Nyckeln till detta framsteg är "solspektrumdelning, "vilket gör det möjligt för en att bearbeta separat högre och lägre energi solfotoner. Fotonerna med högre energi kan generera en högre fotovolta, vilket kan öka den totala effekten. Detta tillvägagångssätt förbättrar också fotoströmmen eftersom prickarna som används i det främre lagret är praktiskt taget "reabsorptionsfria".

För att uppnå detta, Los Alamos -teamet införlivar i kvantprickar joner av mangan som fungerar som mycket utsläppande föroreningar. Ljus som absorberas av kvantprickarna aktiverar dessa föroreningar. Efter aktivering, manganjonerna avger ljus vid energier under kvantpunktpunktabsorptionen. Detta trick möjliggör nästan fullständig eliminering av förluster på grund av självabsorption av kvantprickarna.

För att förvandla ett fönster till en tandemlysande solfångare, Los Alamos-teamet avsätter ett lager av starkt utsändande mangandopade kvantprickar på ytan av den främre glasrutan och ett lager kopparindium selenidkvantprickar på ytan av bakrutan. Det främre lagret absorberar de blå och ultravioletta delarna av solspektrumet, medan resten av spektrumet tas upp av bottenlagret.

Efter absorption, pricken avger en foton vid en längre våglängd, och sedan styrs det återutsända ljuset av total inre reflektion till fönstrets glasskanter. Där, solceller integrerade i fönsterramen samlar ljuset och omvandlar det till elektricitet.