【中玻網(wǎng)】美國洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）國家實(shí)驗室基于量子點(diǎn)技術(shù)創(chuàng )造出新的雙層太陽(yáng)能玻璃窗，兩片窗戶(hù)分別處理高能和低能光子，隨著(zhù)尺寸加大，將能以更低成本提高發(fā)電效率。

　　如果20世紀發(fā)明的塑料袋對人類(lèi)生活起了天翻地覆的作用，那么在21世紀，量子點(diǎn)就像塑料一樣，于材料科學(xué)應用方面起到成本相對便宜的作用。

　　量子點(diǎn)（quantum dot）是半導體材料的納米級粒子，它們因為電子屬性可以被準確設計、在收集太陽(yáng)光時(shí)表現出獨特行為而獲得“人造原子”的稱(chēng)號。

　　在玻璃窗上涂一層量子點(diǎn)將之變成太陽(yáng)能窗，聽(tīng)起來(lái)是個(gè)簡(jiǎn)單的方法，但是存在一個(gè)問(wèn)題：量子點(diǎn)往往會(huì )“吞下”能量而不“吐出”，因此新的雙層太陽(yáng)能玻璃窗除了采用量子點(diǎn)結構外，還依賴(lài)了另一種稱(chēng)為太陽(yáng)能頻譜分離（solar spectrum splitting）的技術(shù)。

　　窗戶(hù)分為前層與后層，高度摻雜錳的量子點(diǎn)沉積在前層表面，負責吸收藍光和紫外光，而當量子點(diǎn)吸收太陽(yáng)光子時(shí)錳離子會(huì )被激活，以低于量子點(diǎn)吸收能量的門(mén)檻將光發(fā)射，使能量較低的光子無(wú)法被“重吸收（reabsorption）”，幾乎完全清理量子點(diǎn)自身吸收造成的損失，高能光子也可以產(chǎn)生較高的光電壓，提升整體功率輸出。

　　而摻雜銅銦硒化物的量子點(diǎn)則沉積在后層表面，負責拾取頻譜上的其他光線(xiàn)。

　　兩片窗戶(hù)各自處理高能和低能光子，吸收之后，量子點(diǎn)重新發(fā)射更長(cháng)波長(cháng)的光，這些光被全內反射現象（注）引導到窗口邊緣，集成在窗框中的太陽(yáng)能電池接下這一棒，將之收集并轉換成電力。

　　不過(guò)，目前研究實(shí)驗下的太陽(yáng)能轉換效率只有3.1%，還有待進(jìn)一步改進(jìn)。這項研究發(fā)布在《Nature Photonics》期刊。

　　注1：全內反射，又稱(chēng)全反射（total reflection），是一種光學(xué)現象，當光線(xiàn)經(jīng)過(guò)兩個(gè)不同折射率的介質(zhì)時(shí)，部份光線(xiàn)會(huì )于介質(zhì)界面被折射，其余的則被反射。但當入射角比臨界角大時(shí)（光線(xiàn)遠離法線(xiàn)），光線(xiàn)會(huì )停止進(jìn)入另一界面，反之全部向內反射。

　　注2：光子頻率越高則能量越高，紫外光、X光、伽馬射線(xiàn)都屬于高能光子。