艷陽天把任何一扇窗戶變成可用的電源，這并非突發(fā)奇想，采用量子點的發(fā)光太陽能聚光器技術(shù)已把這種想法變成了現(xiàn)實。
     是窗戶，亦是電源
     發(fā)光太陽能聚光器（LSC）是一項新興的捕獲陽光的技術(shù)，有可能顛覆我們對能源的思考和利用方式。美國能源部洛斯阿拉莫斯國家實驗室與意大利米蘭比可卡大學(xué)等單位研究人員組成的聯(lián)合團隊，在最新一期的《自然·納米技術(shù)》雜志上發(fā)表了以《采用無重金屬膠體狀量子點的高效大面積無色發(fā)光太陽能聚光器》為題的研究成果。
     洛斯阿拉莫斯國家實驗室首席研究員維克多·克里莫夫說：“在這種新的設(shè)備中，通過窗戶的一部分透射光被分散在玻璃窗上的納米粒子（半導(dǎo)體量子點）吸收，然后重新發(fā)射出人的肉眼看不見的紅外波長，這些波被引導(dǎo)到窗戶邊上的太陽能電池上?！笔褂眠@種設(shè)計，艷陽天里一扇幾乎透明的窗戶即會成為一個發(fā)電機，可以在大熱天為空調(diào)提供電力，或者在寒冬給房間里的熱水器供電。
      既無色，也無毒
     2014年4月，這個合作研究團隊從理論上證明，應(yīng)用的復(fù)合量子點設(shè)備不適合現(xiàn)實世界的應(yīng)用程序，因為它們是基于有毒的重金屬鎘制成，并且只能夠吸收一小部分的太陽能，這導(dǎo)致了有限的捕光效率，并使集中器上會有深黃色或紅色痕跡。
     在描述這個新興的研究時，比可卡大學(xué)材料科學(xué)系物理學(xué)教授弗朗西斯科指出：“為了讓這個技術(shù)盡快從實驗室走出來，到可持續(xù)性建筑中充分發(fā)揮潛力，就必須實現(xiàn)能夠捕獲整個太陽光譜的無毒聚光器?！?/span>
     于是，研究人員更新方法來解決著色的問題?？死锬蚪忉屨f：“新的設(shè)備使用了一個復(fù)雜的組合物，通常被簡稱為CISeS，包括銅（Cu）、銦（In）、硒（Se）和硫（S）。重要的是，這些粒子不含任何有毒的金屬。
     他強調(diào)，CISeS的量子點提供了一個統(tǒng)一的太陽光譜覆蓋面，從而增加了具有中性色調(diào)的窗戶，顏色也沒有任何失真感。此外，它們發(fā)射的近紅外光是人的肉眼看不見的，非常適合最常見的基于硅的太陽能電池。
     效率高，成本低
     這項成果的一個關(guān)鍵優(yōu)勢，是在程序上完全可以與用于裝配高質(zhì)量聚合物窗戶的電池鑄造的工業(yè)方法相媲美。在制造過程中，需要把量子點封裝在一個高光學(xué)品質(zhì)的透明聚合物基體內(nèi)。研究人員使用了一個交叉結(jié)合的聚十二基異丁烯酸鹽，其屬于丙烯酸酯類聚合物，它的長側(cè)鏈可防止量子點的凝聚，并給它們提供“友好”的環(huán)境，以允許其封裝到聚合物上而保持量子點光散發(fā)的高效特性。
    弗朗西斯科說：“我們?nèi)匀灰３謧鬏斨茖?dǎo)發(fā)光的關(guān)鍵能力，并且沒有吸收的損耗，以彌補與真正窗戶尺寸兼容的高光電效率。而審美因素對于一項新興技術(shù)的期望也是至關(guān)重要的。