Anonim

Titik-titik kuantum membawa jendela-jendela pemanenan surya praktis selangkah lebih dekat

Lingkungan Hidup

Michael Irving

14 Oktober 2016

Para peneliti, (dari kiri) Jaehoon Lim, Kaifeng Wu, Victor Klimov dan Hongbo Li, memegang pesawat kaca quantum dot LSC mereka (Kredit: Los Alamos National Laboratory)

Panel surya yang paling dikenal orang adalah sel-sel gelap, fotovoltaik (PV) yang sering terlihat di atap, tetapi langkah-langkah telah dibuat dalam beberapa tahun terakhir untuk mengembangkan versi transparan yang akhirnya bisa dipasang ke jendela dan permukaan kaca lainnya. Dikenal sebagai luminercent solar concentrators (LSC), perangkat ini sejauh ini belum terbukti efisien atau skalabel seperti panel biasa, tetapi sekarang sebuah tim di Los Alamos National Laboratory telah menunjukkan teknik baru yang dapat membuat energi matahari lebih besar dan lebih praktis. jendela panen.

Kunci untuk LSC adalah molekul yang dikenal sebagai flurofor yang tertanam di dalam permukaan kaca, yang menyerap cahaya yang mengenai mereka dan memancarkannya kembali sebagai foton energi yang lebih rendah. Foton ini kemudian dipandu ke tepi permukaan, di mana potongan sel PV konvensional menunggu untuk menangkapnya. Selama bertahun-tahun, teknologi ini telah berkembang dari sel-sel sphelar yang terlihat bertabur, ke jendela berwarna semi-transparan, sampai ke pesawat kaca penghasil energi yang sepenuhnya transparan.

Masalahnya, kaca estetis dan praktis, jelas akan ideal. Namun perangkat tersebut dapat kekurangan di departemen efisiensi, mengubah hanya satu persen dari energi matahari yang diterima. Meskipun Los Alamos-dirancang LSC berwarna, upside adalah mereka mengelola tingkat efisiensi konversi surya 10 persen lebih mengesankan, berkat titik-titik kuantum tertanam di dalamnya.

"Kami sedang mengembangkan konsentrator surya yang akan memanen sinar matahari dari membangun jendela dan mengubahnya menjadi listrik, menggunakan konsentrator surya bercahaya berbasis quantum-dot, " kata ilmuwan pemimpin Victor Klimov. "Titik-titik kuantum yang digunakan dalam perangkat LSC telah dirancang khusus untuk kinerja optimal sebagai LSC fluorophores dan untuk menunjukkan kompatibilitas yang baik dengan bahan polimer yang menahan mereka di permukaan jendela."

Titik-titik kuantum ini adalah bola-bola kecil yang dibuat dengan membungkus satu materi di dalam yang lain. Menyesuaikan properti fisik mereka dapat memaksimalkan efisiensi mereka: seberapa banyak cahaya yang mereka serap dikendalikan oleh ukuran dan komposisi cangkang, sementara spektrum cahaya yang dipancarkan dapat disetel dengan mengutak-atik inti.

"Tunability ini adalah properti kunci dari titik-titik kuantum yang dirancang khusus ini yang memungkinkan untuk ukuran-ukuran, perangkat LSC berperforma tinggi, " kata Klimov.

Untuk memproduksi LSC, tim menggunakan teknik "dokter-pisau", yang melibatkan penerapan titik-titik kuantum yang terkandung dalam bahan polimer ke piring standar dari kaca, kemudian menggunakan pisau untuk menghapus kelebihan cairan. Dengan ini, mereka mampu menghasilkan LSC berwarna-kaca hingga 90 x 30 cm (14 x 4, 7 persegi), dengan efisiensi konversi 10 persen.

Penelitian ini telah dipublikasikan dalam jurnal Nature Energy .

Sumber: Los Alamos National Laboratory

Para peneliti, (dari kiri) Jaehoon Lim, Kaifeng Wu, Victor Klimov dan Hongbo Li, memegang pesawat kaca quantum dot LSC mereka (Kredit: Los Alamos National Laboratory)

Direkomendasikan Pilihan Editor