الطلب البشري على الطاقة النظيفة والمتجددة بشكل متزايد الملحة، وتحقيق اختراقات أخرى في كفاءة تحويل الطاقة، مساعدة "بناء ذكي" إلى "كل عصر الأمور الإنترنت" أمر حتمي.

في الآونة الأخيرة، CAS DICP DC المواد الضوئية حركية مجموعة دراسة Wukai فنغ الإيتربيوم مخدر نادرة الأرض المواد مجموعة nanocrystalline القائم على المعادن، وهي المرة الأولى "الكم قطع الألواح المكثف الشمسية" مفهوم، وبناء على هذا المفهوم، ذات الكفاءة العالية وأعدت لوحات المكثف الشمسية نماذج الأجهزة. النتائج ذات الصلة التي نشرت في "رسائل نانو" (نانو رسائل).

ما هي لوحات المكثف الشمسية؟

A الفلورسنت الألواح الشمسية المكثف (SolarConcentrators الفلورسنت، LSCs) كان أول من اقترح جورج H. فيبر وآخرون، 1976، برنامج التكميلي كما الخلايا الشمسية على أساس انخفاض السيليكون.

وهي بنية بسيطة نسبيا للمنطقة واسعة وسائل التقاط الطاقة الشمسية، أو عن طريق تطبيق ملماع جزءا لا يتجزأ من ركيزة شفافة (على سبيل المثال، لوحة من الزجاج) التكوين. بعد استوعبت تنبعث ملماع الفوتونات الفوتونات الشمسية الحادث على لوحة، نظرا لاختلاف الركيزة ومعامل انكسار الهواء، وحوالي 75 من الفوتونات دخول انعكاس الكلي إلى وضع الدليل الموجي هو مزيد من حافة الرقعة، التي تعلق على حافة الإثارة ل الخلايا الشمسية، من أجل تحقيق الطاقة الضوئية إلى طاقة كهربائية.

اذا كانت كفاءة جمع الخفيفة بما فيه الكفاية العالية، وعلى حافة الخلايا الشمسية بالإضافة إلى LSC في كمية صغيرة ما يعادل وظيفيا إلى منطقة كبيرة الخلايا الشمسية أحادية، والتي سوف يقلل كثيرا من تكاليف إنتاج الطاقة الضوئية.

وبالإضافة إلى ذلك، LSCs كاملة / شفافة يمكن دمجها مباشرة في داخل زجاج نافذة مبنى لتصبح النوافذ الشمسية، بحيث المبنى يتم تحويلها الآن إلى مرحلة الإنتاج المستهلكة للطاقة من وحدات الطاقة الاكتفاء الذاتي.

ماذا تعني عبارة "قطع الكم"؟

LSCs تقتصر على مضيئة التقليدية الكفاءة مضان منخفضة (عادة ما تكون أقل من 80)، وفقدان امتصاص الذاتي، مما أدى إلى الجهاز الداخلية بشكل عام أقل من 60 من الكفاءة البصرية.

الكم المحاصيل (قطع الكم) هو ظاهرة بصرية جديدة، استنادا إلى المواد من تأثير ماصة يمكن أن يكون الفوتون عالية الطاقة، في حين الافراج عن اثنين من فوتونات الطاقة أقل، اقتنعت القوانين الفيزيائية الأساسية لحفظ الطاقة. وهكذا، فإن كفاءة مضان الكم يمكن نظريا تضاعف حامل اللون، في الوقت نفسه، لأن الفرقة الطول الموجي انبعاث بعيدا المادية من موقع الحافة، من تحول دون فقدان تماما امتصاص حامل اللون.

مصطلح "الكم قطع الألواح الشمسية المكثف" صنع

فريق بحثي وو كايفنغ، ويمكن تحقيق 200 كفاءة مضان الكم من LSCs القائم على نظرية الكم قطع تأثير، في حين أن تثبيط كاملة من فقدان امتصاص الذاتي، وبالتالي، داخل الكفاءة البصرية (int) يمكن إعادة تعريف الحد النظري الجديد هو 150. تجميع للفريق المعادن الأرضية النادرة CsPbCl3 الإيتربيوم مخدر البلورات النانوية، تم العثور على كفاءة مضان ما يصل الى 164، وأظهرت نموذجي خصائص القطع الكم. وأظهرت الاختبارات الحركية يحدث كفاءة عملية قطع نوعية في مستوى بيكو ثانية.

إعداد هذه البلورات النانوية الكم LSCs النموذج القطع، أدركت داخل كفاءة البصرية من حوالي 120 من الجهاز. يتم التفكير في أنه بحلول مزيد من التحسين من الجهاز وتحسين القدرة على امتصاص أشعة الشمس، يمكن أن يتجاوز 10 من LSCs كفاءة البصرية الخارجية (ext) في منطقة واسعة.

ما هو التطبيق العملي؟

وهذا هو أول من اقترح "الكم قطع الألواح الشمسية المكثف" مفهوم، وخفض تكاليف الضوئية، مجال المباني الذكية، لديها آفاق تطبيق واسع النطاق.

على سبيل المثال، لتعزيز عملية التحضر، والمناطق الحضرية يمكن أن تستخدم لتركيب الخلايا الشمسية يخفض بشكل متزايد، ولكن مساحة نافذة مبنى ملائم. عالية الكفاءة، وحلول منخفضة التكلفة يمكن استخدامها لتحقيق LSC الكامل / نافذة للطاقة الشمسية شفافة. في نفس الوقت، ويمكن أيضا أن تطبق هذا البرنامج إلى الاكتفاء الذاتي من الطاقة من "النقل الذكي" لتحقيق الاقتصاد في استهلاك الطاقة.

وعلاوة على ذلك، LSCs يمكن استخدامها في مجال دفيئة بلاستيكية (الاحتباس الحراري). وقد أظهرت الدراسات أن أعلى كفاءة التمثيل الضوئي للنبات الضوء الأحمر. LSCs التكنولوجيا ملزمة لالصوبات الزراعية بناء، يمكن أن يكون الأمثل نمو النبات وتوليد الطاقة.