پنجره های خورشیدی کوانتوم

محققان آزمایشگاه ملی لوس آلاموس به دنبال استفاده از نقاط کوانتومی در شیشه‌های منازل هستند. آنها قصد دارند با استفاده از نقاط کوانتومی پنل‌های خورشیدی شفاف تولید کرده و این پنل‌ها را در پنجره‌ها مورد استفاده قرار دهند.

نقاط کوانتومی مواد نیمه‌هادی هستند که می‌توانند الکترون یک حفره را در یک فضای سه بعدی به دام اندازند. نقاط کوانتوم ابعاد بسیار کوچک و در حدود ۱۰ تا ۵۰ اتم دارند.

سلول‌های خورشیدی رایج به طور معمول طول موج خاصی از پرتوهای نور را تبدیل به انرژی الکتریکی می‌کنند و اکثر پرتوها به گرما تبدیل می‌شود. اگر تمام نور تابیده شده به الکتریسیته تبدیل شود، در اینصورت کیفیت و کارایی این سلول‌ها به طور قابل توجهی افزایش خواهد یافت. در این حالت نقاط کوانتومی با توجه به خصوصیات متفاوت و منحصر به فردی که در ابعاد خود دارند، قادر به ایفای نقش موثرخود هستند. آنها با داشتن ابعاد مختلف قادر به به‌دام اندازی طیف وسیعی از طول موج نور خورشید هستند. نقاط کوانتومی بزرگتر طول موج‌های نزدیک به قرمز را به دام می‌اندازد و نانوذرات کوچکتر طول موج‌های نزدیک به آبی و سبز.

دانشمندان مرکز فتوفیزیک خورشیدی پیشرفته در آزمایشگاه ملی لوس‌آلاموس، سلول خورشیدی ساختند که در آن از نقاط کوانتومی با ابعاد مختلف استفاده شده است، به طوری که می‌تواند طول موج‌های مختلف نور خورشید را جذب کنند. این سلول خورشیدی روی یک ماده پلاستیکی شفاف ایجاد شده است.

نقاط کوانتومی موجود در جذب نور خورشید و تبدیل آن به یک طول موج برای تولید انرژی الکتریکی بهترین عملکرد و کارایی دارد. نور پردازش شده  به سمت سلول های خورشیدی نصب شده در لبه های آن انتقال داده می شود، که به نوبه خود تولید برق خواهد کرد.

نقاط کوانتومی با کارایی بالا نور خورشید را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند. نقاط کوانتومی با استفاده از مس، ایندیم، سلنیم و گوگرد ساخته شده است. محصول نهایی کاملاً شفاف است. ویکتور یکی از محققان می گوید: «اگر این فناوری جایگزین سلول های خورشیدی رایج شود، در یک برج شبیه برج تجارت جهانی نیویورک می‌تواند انرژی مورد نیاز ۳۵۰ آپارتمان را تأمین کند. این معجزه فناوری نانو است.»