美国洛斯阿拉莫斯（Los Alamos）国家实验室基于量子点技术创造出新的双层太阳能玻璃窗，两片窗户分别处理高能和低能光子，随着尺寸增大，将能以更低成本提高发电效率。
如果 20 世纪发明的塑料袋对人类生活起了天翻地覆的作用，那么在 21 世纪，量子点就像塑料一样，于材料科学应用方面起到成本相对便宜的作用。
量子点（quantum dot）是半导体材料的奈米级粒子，它们因为电子属性可以被精确设计、在收集太阳光时表现出独特行为而获得“人造原子”的称号。
在玻璃窗上涂一层量子点将之变成太阳能窗，听起来是个简单的方法，但是存在一个问题：量子点往往会吞下能量而不吐出，因此新的双层太阳能玻璃窗除了采用量子点结构外，还依赖了另一种称为太阳能频谱分离（solar spectrum splitting）的技术。
窗户分为前层与后层，高度掺杂锰的量子点沉积在前层表面，负责吸收蓝光和紫外光，而当量子点吸收太阳光子时锰离子会被激活，以低于量子点吸收能量的门槛将光发射，使能量较低的光子无法被“重吸收（reabsorption）”，几乎完全消除量子点自身吸收造成的损失，高能光子也可以产生较高的光电压，提升整体功率输出。
而掺杂铜铟硒化物的量子点则沉积在后层表面，负责拾取频谱上的其他光线。
两片窗户各自处理高能和低能光子，吸收之后，量子点重新发射更长波长的光，这些光被全内反射现象（注）引导到窗口边缘，集成在窗框中的太阳能电池接下这一棒，将之收集并转换成电力。
不过，目前研究实验下的太阳能转换效率只有 3.1%，还需等进一步改进后，你才能询问这些奇特的新窗户。这项研究发表在《Nature Photonics》期刊。
注 1：全内反射，又称全反射（total reflection），是一种光学现象，当光线经过两个不同折射率的介质时，部分光线会于介质界面被折射，其余的则被反射。但当入射角比临界角大时（光线远离法线），光线会停止进入另一界面，反之全部向内反射。
注 2：光子频率越高则能量越高，紫外光、X 光、伽马射线都属于高能光子。
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（首图来源：洛斯阿拉莫斯国家实验室）
