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大连化物所提出“量子裁剪太阳能聚光板”概念

  近日,中国科学院大连化学物理钻研所光电资料动力学特区钻研组钻研员吴凯丰团队基于稀土金属镱掺杂的纳米晶资料,初次提出“量子裁剪太阳能聚光板”观点,并基于该观点,制备了高效率太阳能聚光板原型器件。有关功效颁发在《纳米快报》(Nano Letters)上。

  该事情获得中科院计谋先导项目、国度天然科学基金、大连市科创基金项目等赞助。

  保守的LSCs受限于发光团较低的荧光效率(凡是小于80%),以及自接收丧失,导致器件内部光学效率正常小于60%。量子裁剪(quantum cutting)是一种别致的光学征象,基于该效应的资料可接收一个高能光子,同时开释两个低能光子,餍足能量守恒的根基物理纪律。吴凯丰钻研团队提出,基于量子裁剪效应的LSCs理论上可实现倍增的荧光量子效率(200%),同时彻底抑止自接收丧失,因而,内部光学效率可从头界说一个新的理论极限为150%。钻研团队合成了稀土金属镱掺杂的CsPbCl3纳米晶,发觉其荧光效率高达164%,表示出典范的量子剪裁特性。动力学测试表白高效的量子剪裁历程产生于皮秒级别。采用此类纳米晶制备出原型的量子裁剪LSCs,实现了约120%的器件内部光学效率。可预期的是,通过进一步优化器件和提高太阳光接收威力,可在大面积LSCs中冲破10%的外部光学效率。

  荧光型太阳能聚光板(Luminescent Solar Concentrators; LSCs)是一种布局相对简略的大面积太阳能捕捉安装,它由发光团通过涂覆或镶嵌于通明基底(如玻璃板等)形成。发光团在接支出射到板上的太阳光子之后发出光子,因为基底和氛围折射率的不同,大约75%的光子会进入全反射模式进而被波导到板的边沿,用于引发贴在边沿处的太阳能电池。若是聚光效率足够高,一块LSC加上边沿处的少量太阳能电池在功效上等同于一整块大面积的太阳能电池,这将大大低落光伏产能的本钱。别的,半通明的LSCs可间接集成到修建物的窗户玻璃内里成为太阳能窗户,从而将此刻的耗能型修建物改变为在能量上自力重生的产能单位。

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