豔陽天把任何一扇窗戶變成可用（yòng）的電源，這（zhè）並非突發奇想，采用量子點的發光（guāng）太陽能聚光器（qì）技術已把這（zhè）種想法變成了（le）現實。

    是窗戶，亦是電源

    發光太陽能聚光器（LSC）是一項（xiàng）新興的捕獲陽光的技術，有可能顛（diān）覆我們對能源的（de）思考和利用方式。美（měi）國能源部洛斯阿拉莫斯國家實驗室與意（yì）大利米蘭（lán）比可卡大學等單位研究人員組成的聯合團隊，在最新一期（qī）的《自然?納（nà）米技術（shù）》雜誌上發表了以《采用無（wú）重（chóng）金屬膠體（tǐ）狀量子點的高效大麵積（jī）無色（sè）發（fā）光（guāng）太陽能聚光器（qì）》為題的研究（jiū）成果。

    洛（luò）斯阿拉莫斯國家實驗室首席研究員維克多?克裏莫夫說：“在這種新的設備中，通過（guò）窗戶的一部分透射光被分散在玻璃窗上的（de）納米粒子（半導體量子點）吸收，然後重新發射出人（rén）的肉眼看不見（jiàn）的紅外波長，這些波被引導到窗戶邊上的太陽能電池上（shàng）。”使用這種設計，豔陽天裏一扇幾（jǐ）乎透（tòu）明的窗戶即會成為一個發電（diàn）機，可以在大熱天為空調提供電力，或者在（zài）寒（hán）冬給房間裏的熱（rè）水器供（gòng）電。

    既無色，也無毒

    2014年4月，這個合作研（yán）究團隊從理論上證明，應用的複合量子點設備不（bú）適合現實世界的應用程序，因為它們是基於（yú）有（yǒu）毒的重金屬鎘製成，並且隻能夠吸收一小部分的太陽能，這導致了有限的捕光效率（lǜ），並使集中器上會（huì）有（yǒu）深黃色或（huò）紅色痕跡（jì）。

    在描述這個新興的研究時，比可卡大學材料科學係物理（lǐ）學教授弗朗西斯科指出：“為了讓這個技術盡快從實驗（yàn）室走出來，到可持續性建築中充分發揮潛力，就必須實現能夠捕獲整個太陽光譜的無毒聚光器。”

    於是，研究人員更新方法來（lái）解決著色的問題。克（kè）裏莫夫解（jiě）釋說：“新的設備使用了一個複雜的組合物，通常（cháng）被簡稱（chēng）為CISeS，包括銅（Cu）、銦（In）、硒（xī）（Se）和硫（S）。重要的是，這些粒子不含（hán）任何有毒的金屬。

    他強調，CISeS的（de）量子點提供（gòng）了一個統一的太陽光譜覆蓋麵，從而增加了具有中性色調的窗戶，顏色（sè）也沒有（yǒu）任何失真（zhēn）感。此外，它們發（fā）射的近紅外光是人的肉眼看不見（jiàn）的，非常適（shì）合最常見的（de）基於矽的（de）太陽能電池。

    效率高，成本低

    這項成果的一個（gè）關鍵（jiàn）優勢，是在程序（xù）上（shàng）完全（quán）可以與用於裝配高質量聚合物（wù）窗戶的電池鑄造的工業方法相媲美。在製造過程（chéng）中，需要把量子點（diǎn）封裝在一個高（gāo）光學品質的透明聚合物基體內。研究人員使（shǐ）用了一個交叉結合的聚十二（èr）基異丁烯酸鹽，其屬於（yú）丙烯酸酯類聚合物，它（tā）的長側鏈可防止量（liàng）子點的凝聚，並給它們提供“友好”的環境，以允許（xǔ）其封裝到聚合（hé）物上而保持量子點光散發的高效特性。

    弗朗西斯科說（shuō）：“我們仍然要保持傳輸製導發光的關鍵能力，並且沒有吸收的損耗，以彌補與真正窗戶尺寸兼容的高光電效率。而審美因素對於一項新興技術的期望也是至關重要（yào）的。”

    以前在洛斯阿拉莫斯國家實驗室工作的博士（shì）後、目前量子點領域的企業家（UbiQD創始人（rén）和總裁）亨特?麥克丹尼爾（ěr）補充說：“剩下的工（gōng）作是（shì）解決降（jiàng）低（dī）成本的問題，現在這種材料製（zhì）造量子點（diǎn）比之前的材料要便宜多了。我們用一類新的低（dī）成本、低風險的量子點組成混合物CISeS，克服了對這種技術進行商（shāng）業（yè）部署的一些最大的路障。”

    既節能，又環保（bǎo）

    意（yì）大利（lì）研究團隊首席研究員塞（sāi）爾吉奧?布羅維尼說：“對這種量子點太陽能窗戶技術，我們隻在一年前展示了其可行性，而目前在現實中，中短期內便可以轉移到產業中，不僅允許我們把屋頂轉（zhuǎn）變為太陽能發電機，還會改變到城市整體的建築風格，包括窗戶（hù）。”

    他說（shuō）：“對於人口密集的城市地區，這（zhè）是特別重要的，要想（xiǎng）收集建築（zhù）需要的所有能源，屋頂還是太小（xiǎo）了。”該研究團隊估計，用此項技術取代摩天大樓不具有電源功能（néng）的玻璃，如（rú）紐約世界貿易中心（把7.2萬平方米分為1.2萬扇窗戶），這將有可能生成相當於超過350套公寓所需要的能（néng）源。

    布（bù）羅維尼說：“這樣的量子點發光太陽能聚光器本身還能夠節能，其過濾效果可以（yǐ）減（jiǎn）少空調所需要的電力，降低室外陽光照進屋內造成的增（zēng）溫。由此，這項技術能潛在地促使城市朝向零能耗的環保（bǎo）目標邁進。”