Các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos đã thiết kế các cửa sổ kính năng lượng mặt trời vừa hiệu quả và mang lại lợi nhuận bằng cách kết hợp công nghệ chấm lượng tử (quantum dot) với cấu trúc hai lớp kính (double pane).

26/02/2018

Các lớp chấm lượng tử được điều chỉnh để hấp thụ một phần của phổ mặt trời, cho phép các cửa sổ hai mặt kính này vừa tạo ra năng lượng vừa cung cấp độ tối cho nhà.

Các nhà khoa học cho rằng công nghệ mới sẽ làm giảm chi phí điện mặt trời.

"Cách tiếp cận này bổ sung cho công nghệ quang điện hiện tại bằng cách bổ sung các bộ thu năng lượng mặt trời hiệu quả cao vào các tấm pin mặt trời hiện có hoặc tích hợp chúng như những cửa sổ bán trong suốt trong kiến trúc của tòa nhà", Victor Klimov, lãnh đạo nhóm nghiên cứu cho biết.

Các cửa sổ mới dựa vào một công nghệ gọi là "tách sóng quang phổ mặt trời", cho phép các tấm pin đồng thời hấp thụ những photon năng lượng mặt trời ở mức thấp hơn và photon có năng lượng mức cao hơn. Công nghệ này ngăn ngừa sự hấp thụ lại, một hiện tượng làm giảm sản lượng điện của pin.

Để tách được quang phổ mặt trời, các nhà khoa học đã lắp đặt các chấm lượng tử kết hợp với các ion Mangan. Khi các chấm lượng tử hấp thụ các photon mặt trời, Mangan không tinh khiết được kích hoạt, phát ra năng lượng dưới ngưỡng hấp thụ lượng tử. Công nghệ gần như hoàn toàn loại bỏ sự tái hấp thụ.

Mặt trước của tấm kính đầu tiên có các chấm lượng tử phủ Mangan, còn các chấm lượng tử đồng indium selenide sẽ được phủ ở mặt sau của tấm kính thứ hai. Tấm kính đầu tiên hấp thụ ánh sáng xanh và tia cực tím, trong khi tấm kính sau hấp thụ phần còn lại của quang phổ.

Sau khi hấp thụ, các chấm lượng tử sẽ phóng ra một photon ở bước sóng dài hơn. Khu vực bên trong 2 lớp kính sẽ giữ và hướng những bước sóng này về phía khung cửa sổ, nơi các pin năng lượng mặt trời chuyển ánh sáng thành điện.

Các nhà nghiên cứu mô tả công nghệ mới này trong tạp chí Nature Photonics.