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首次提出“量子裁剪太阳能聚光板”概念

2018-12-24 15:02:40 作者:admin 来源:中科院大连化物所 网友评论 0

近日,大连化物所研究员吴凯丰团队基于稀土金属镱掺杂的纳米晶材料,首次提出“量子裁剪太阳能聚光板”概念,并制备了高效率太阳能聚光板原型器件。相关成果发表于《纳米快报》。

近日,大连化物所研究员吴凯丰团队基于稀土金属镱掺杂的纳米晶材料,首次提出“量子裁剪太阳能聚光板”概念,并制备了高效率太阳能聚光板原型器件。相关成果发表于《纳米快报》。

传统的荧光型太阳能聚光板(LSCs)受限于发光团较低的荧光效率(通常小于80%),以及自吸收损失,导致器件内部光学效率一般小于60%。量子裁剪是一种新奇的光学现象,基于该效应的材料可吸收一个高能光子,同时释放两个低能光子,满足能量守恒的基本物理规律。

吴凯丰团队提出,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%),同时完全抑制自吸收损失,因此,内部光学效率可重新定义一个新的理论极限为150%。研究人员合成了稀土金属镱掺杂的CsPbCl3纳米晶,发现其荧光效率高达164%,表现出典型的量子剪裁特征。动力学测试表明高效的量子剪裁过程发生于皮秒级别。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。预期通过进一步优化器件和提高太阳光吸收能力,可在大面积LSCs中突破10%的外部光学效率。

研究团队认为,“量子裁剪太阳能聚光板”在智能建筑领域可降低光伏成本,有广阔的应用前景。

相关论文信息:DOI:10.1021/acs.nanolett.8b03966


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