Usando dois tipos de pontos quânticos de "designer", os pesquisadores estão criando janelas solares de painel duplo que geram eletricidade com maior eficiência e criam sombreamento e isolamento para uma boa medida. Tudo isso é possível graças a uma nova arquitetura de janela que utiliza duas camadas diferentes de pontos quânticos de baixo custo ajustados para absorver diferentes partes do espectro solar.

"Por causa do forte desempenho que podemos alcançar com baixo custo, materiais processáveis ​​por solução, essas janelas de painel duplo baseadas em pontos quânticos e concentradores solares luminescentes ainda mais complexos oferecem uma nova maneira de reduzir o custo da eletricidade solar, "disse o pesquisador principal Victor Klimov." A abordagem complementa a tecnologia fotovoltaica existente, adicionando coletores de luz solar de alta eficiência aos painéis solares existentes ou integrando-os como janelas semitransparentes na arquitetura de um edifício. "

A chave para esse avanço é a "divisão do espectro solar, "que permite processar separadamente fótons solares de alta e baixa energia. Os fótons de alta energia podem gerar uma fotovoltagem mais alta, o que poderia aumentar a produção geral de energia. Essa abordagem também melhora a fotocorrente, pois os pontos usados ​​na camada frontal são virtualmente "livres de reabsorção".

Para alcançar isto, a equipe de Los Alamos incorpora em pontos quânticos íons de manganês que atuam como impurezas altamente emissivas. A luz absorvida pelos pontos quânticos ativa essas impurezas. Após a ativação, os íons de manganês emitem luz com energias abaixo do início da absorção do ponto quântico. Este truque permite a eliminação quase completa das perdas devido à auto-absorção pelos pontos quânticos.

Para transformar uma janela em um coletor de luz solar luminescente em tandem, a equipe de Los Alamos deposita uma camada de pontos quânticos dopados com manganês altamente emissivos na superfície do painel de vidro frontal e uma camada de pontos quânticos de seleneto de índio e cobre na superfície do painel traseiro. A camada frontal absorve as porções azul e ultravioleta do espectro solar, enquanto o resto do espectro é captado pela camada inferior.

Após a absorção, o ponto reemite um fóton em um comprimento de onda mais longo, e então a luz reemitida é guiada por reflexão interna total para as bordas de vidro da janela. Lá, células solares integradas na moldura da janela coletam a luz e a convertem em eletricidade.