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探索和收获!邓现代技术研究所课题组在太阳能发电窗研究领域取得重要进展

作者:唐山2手50千瓦发电 来源:唐山市二手发电机组 发布时间:2020-06-25 13:27

据调查,中国建筑能耗占全社会总能耗的40%以上。传统的硅基太阳能电池板致力于将屋顶变成太阳能发电机。然而,对于对能源需求巨大且牙齿密集的城市地区,屋顶面积非常有限,因为摩天大楼需要收集能源。

太阳能发电窗可以替代不具备发电功能的建筑的玻璃窗和玻璃幕墙。通过将城市高层建筑的窗户和幕墙改造成太阳能发电组件,产生的电能将大大降低建筑能耗,实现建筑“零碳”政策。

近年来,南京大学现代工程与应用科学学院邓教授团队致力于新型发光量子点材料的基础研究和工业应用。特别是,由于宽色域显示器件和发电窗口的两种偏置,围绕量子点在实际应用中的瓶颈问题,在产品的应用形式、功能提升和抗老化性方面取得了一系列进展。

相比之下,该研究小组采用了新的三苯基膦处理方法,制备了具有高光致发光量子效率、低重接收和高非随机性的近红外铯-铅-碘量子点太阳能发电窗口原型器件。

相关功效于2020年3月在国际顶级化学杂志《Angewandte Chemie International Edition》 《德国应用化学》上以“效率和稳定性”为标题在线公布。(DOI: 10.1002/201911638)。

图1:近红外发电窗口的原型装置。本工作采用新型三苯基膦处理方法制备了高不变性、大面积的铯-铅-碘量子点-聚合物复合薄膜发光太阳能聚光器,该聚光器具有高的光转换效率和高的发光效率(绝对发光量子产率接近100%)。

发电窗的原型装置利用透射光的一部分被分离在高透明聚合物片表层的铯、铅和碘量子点接收,从而实现高效的荧光转换,并从头发发出近红外光。荧光波长集中在700 nm,荧光量子产率为99.40.4%,荧光发射半峰宽度很窄,只有75毫电子伏(30 nm)。

与传统的量子点器件相比,本工作的耐水性和耐光降解性有了很大的提高。即使在水中浸泡30天并暴露在强光下,它仍然具有极好的功能。几乎红外光通过光波导传输到安装在侧面的商用硅基太阳能电池。75平方厘米的原型红外光聚集装置实现了3.1%的高光学转换效率。

这一效应为发光量子点材料在太阳能发电窗口中的实际应用奠定了基础。该研究小组预计,在不久的将来,这一过程将继续优化发光量子点材料,几乎透明的窗户和幕墙将成为高效的太阳能发电组件,在炎热的天气为空调供电,在冬天为室内热水器供电,最终实现智能“零碳”建筑的政策。

南京大学现代工程与应用科学学院是论文的第一单元。本文作者是现代工程与应用科学学院的邓。吴嘉靖是他指导下的博士生,是本文的第一作者。在工作完成期间,获得了聂淑明的指导和支持、张涛的聚合物材料指导和谭海仁的器件测试指导。这项工作得到了江苏-胡安国际合作项目(BZ2018008)、国家“海外高层次人才计划”、江苏“双人才计划”和江苏省纳米技术重点实验室的支持。



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