南大新成果:窗户幕墙可“变身”太阳能发电装

  发电窗户研究领域获重要进展,他们制备的器件即使在30天长时间浸泡于水中和强光照射的情况下,仍然保持良好的性能,确保窗户

  据介绍,我国的建筑能耗占到全社会总能耗的40%以上。传统的硅基太阳能面板致力于把屋顶转变为太阳能发电机,但是,对能源需求巨大、人口密集的城市地区来说,能够收集能源的摩天大楼的屋顶面积十分有限。

  太阳能发电窗户可以取代建筑物不具有发电功能的玻璃窗户和玻璃幕墙,把城市高层建筑的窗户和幕墙转变为太阳能发电装置,所生产出的电能将大大降低建筑物的能耗,实现“零碳”建筑的目标。

  近年来,南京大学现代工学院邓正涛教授团队一直致力于新型发光量子点材料的基础研究和产业化应用,围绕量子点在发电窗户、广色域显示器件实际应用中的瓶颈问题,在产品的应用形态、性能提升和耐老化方面取得了一系列进展。

  量子点属于新材料溶液纳米晶中的一种,尺寸在1—100纳米之间,每一个粒子都是单晶,应用于照明产业,可以大幅提升发光效能。

  该课题组采用一种新型的三苯基膦处理方法,制备了一种特别的近红外发射铯铅碘量子点太阳能发电窗户原型器件。

  “该发电窗户原型器件利用一部分透射光被分散在高透明性高分子聚合物薄板表层中的铯铅碘量子点吸收,进而实现高效荧光转换,重新发射出近红外光。”邓正涛介绍,与传统的量子点制备的器件相比,该器件耐水性能和耐光降解性能大幅提升,即使在30天长时间浸泡于水中和强光照射的情况下,仍然保持良好的性能。将近红外光通过光波导到安装在侧边的商用硅基太阳能电池上,所制备的75平方厘米的原型红外聚光器件实现了3.1%的高光学转换效率。

  相关成果于2020年3月在国际顶级化学期刊《应用化学国际版》《德国应用化学》杂志上在线发表。

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