Tack vare forskare vid Los Alamos National Laboratory i USA och University of Milano-Bicocca i Italien kan en fönsterruta som även fungerar som solpanel snart vara verklighet.
- Den viktigaste bedriften är demonstrationen av luminiscerande solkoncentratorer med stor yta som använder en ny generation av specialtillverkade kvantpunkter, säger chefsforskaren Victor Klimov vid Alamos National Laboratory.
Kvantpunkter är mycket små bitar av halvledarmaterial som med moderna metoder kan framställas med mer eller mindre atomprecision. Deras emissionsfärg kan justeras enkelt genom att bara ändra deras dimensioner och de har en hög emissionseffektivitet på nära 100 procent. Dessa egenskaper har lagt grunden till de nya kvantpunktsdisplayer som bland annat används i den senaste generationen av e-bokläsaren Kindle Fire.
En luminiscerande solkoncentrator består av en skiva av ett genomskinligt material innehållande ljusemitterande färgämnesmolekyler eller kvantpunkter som ser till att det solljus som absorberas återutsänds med längre våglängder i riktning mot skivans kanter, som är försedda med solceller.
- Den luminiscerande solkoncentratorn fungerar som en ljusinsamlande antenn som koncentrerar solstrålning från en stor yta på en mycket mindre solcell, förklarar Klimov.
Det som enligt Sergio Brovelli vid University of Milano-Bicocca gör luminiscerande solkoncentratorer särskilt attraktiva är att de möjliggör nya koncept som fotovoltaiska fönster, som gör att hela husfasader kan utnyttjas för att generera elektricitet.
Kvantpunkternas egenskaper gör dem utmärkta att använda i luminiscerande solkoncentratorer, men de medför även en utmaning eftersom de återabsorberar en del av det ljus de sänder ut.
För att lösa detta problem har de amerikanska och italienska forskarna nu utvecklat luminiscerande solkoncentratorer baserade på kvantpunkter där man på konstgjord väg åstadkommit en stor separation mellan emissions- och absorptionsbanden. Dessa kvantpunkter består av en inre kärna av kadmiumselenid, som sänder ut ljus, och ett yttre skal av kadmiumsulfid, där absorptionen sker. Deras struktur gör dem stora för att vara kvantpunkter, men de är fortfarande flera tusen gånger mindre än bredden av ett hårstrå.
