Квантовые точки в окнах

 

В совместном исследовании департамента энергетики в национальной лаборатории Лос-Амоса и Государственного университета Милана – Бикокка (Universit à degli studi di Milano – Bicocca) в Италии, ученые пытались вставить квантовые точки в окна, чтобы превратить их в солнечные панели.

На изучение этой темы исследователи потратили 16 месяцев и недавно они опубликовали отчем о проделанной работе. Ведущий исследователь проекта Виктор Климов сказал, что им удалось создать устройства, в которых фракция света, проходящая через окно, поглощается квантовыми точкам, рассеянными в оконном стекле, а затем переизлучается в инфракрасном диапазоне невидимом для человеческого глаза, отправляясь на фотоэлемент у края окна.

Это не первый случай, когда ученые разрабатывают варианты использования окон как солнечных коллекторов. Тем не менее, согласно Климову, благодаря квантовым точкам, их окна способны поглощать свет по всей поверхности и при этом не искажать цвета, проходящие сквозь окно. Кроме того, в стекло не добавлялись токсичные металлы, которые, как правило, присутствуют в других подобных разработках.

Тем не менее, исследователи признаются, что окна – солнечные панели не увидят свет в ближайшем будущем. Причиной тому – издержки производства. Цена на такие окна будет крайне высокой, по крайней мере, пока. Но ученые уверены, что эта разработка сделает солнечные окна ближе к рынку – остается лишь удешевить квантовые точки.

Квантовая точка – это фрагмент проводника или полупроводника, носители заряда (электроны или дырки) которого ограничены в пространстве по всем трём измерениям. Размер квантовой точки должен быть настолько мал, чтобы квантовые эффекты были существенными. Это достигается, если кинетическая энергия электрона заметно больше всех других энергетических масштабов: в первую очередь больше температуры, выраженной в энергетических единицах. Квантовые точки были впервые синтезированы в начале 1980-х годов Алексеем Екимовым в стеклянной матрице и Луи Е. Брусом в коллоидных растворах. Термин «квантовая точка» был предложен Марком Ридом.