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中科院大連化物所制備出“量子裁剪太陽能聚光板”
中科院大連化物所制備出“量子裁剪太陽能聚光板”:近日,中科院大連化物所光電材料動(dòng)力學(xué)特區(qū)研究組吳凱豐研究員團(tuán)隊(duì)提出“量子裁剪太陽能聚光板”概念,將量子裁剪應(yīng)用到熒光型太陽能聚光板上
:近日,中科院大連化物所光電材料動(dòng)力學(xué)特區(qū)研究組吳凱豐研究員團(tuán)隊(duì)提出“量子裁剪太陽能聚光板”概念,將量子裁剪應(yīng)用到熒光型太陽能聚光板上,制備出效率比傳統(tǒng)器件高一倍的新型太陽能聚光板原型器件。相關(guān)成果發(fā)表于12月出版的《納米快報(bào)》上。
“量子裁剪太陽能聚光板”效果圖受訪者提供
熒光型太陽能聚光板是一種結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單的大面積太陽能捕獲裝置,可以捕獲太陽光后再將其轉(zhuǎn)化為熒光,并利用全反射原理,將熒光傳導(dǎo)到聚光板邊緣,以激發(fā)貼在邊緣處的太陽能電池,提高太陽能電池的光電轉(zhuǎn)換效率。這種聚光板具有半透明的外觀,可集成于建筑物玻璃中實(shí)現(xiàn)新型“太陽能窗戶”。但是,傳統(tǒng)的熒光型太陽能聚光板受限于較低的熒光效率以及自吸收損失,器件內(nèi)部光學(xué)效率一般小于60%。
量子裁剪是一種新奇的光學(xué)現(xiàn)象,基于該效應(yīng)的材料可吸收一個(gè)高能光子,同時(shí)釋放兩個(gè)低能光子,滿足能量守恒的基本物理規(guī)律。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出基于量子裁剪效應(yīng)的熒光型太陽能聚光板,在理論上可實(shí)現(xiàn)熒光量子效率的倍增,同時(shí)完全抑制自吸收損失。
基于此概念,研究團(tuán)隊(duì)合成了一種表現(xiàn)出典型量子裁剪特征的稀土金屬鐿摻雜的納米晶材料,并采用此類納米晶制備出量子裁剪熒光型太陽能聚光板原型器件,實(shí)現(xiàn)了約120%的器件內(nèi)部光學(xué)效率。該研究首次提出了“量子裁剪太陽能聚光板”概念,在智能建筑等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
該項(xiàng)研發(fā)得到了中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、大連市科創(chuàng)基金等項(xiàng)目的資助。
原標(biāo)題:中科院大連化物所制備出“量子裁剪太陽能聚光板”
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