新聞網(wǎng)訊 近日，我校省部共建國家重點實驗室趙海光教授、韓光亭教授、張元明副教授等與瑞典呂勒奧理工大學Alberto Vomiero教授和武漢理工大學龔曉教授合作在太陽能熒光聚光器領(lǐng)域取得重要進展，相關(guān)研究成果以“Gram-Scale Synthesis of Carbon Quantum Dots with Large Stokes Shift Enables Fabrication of Eco-Friendly and High-Efficiency Luminescent Solar Concentrators”為題發(fā)表在國際能源領(lǐng)域頂級期刊《Energy & Environmental Science》（doi.org/10.1039/D0EE02235G）上，該期刊影響因子為30.289。論文第一作者為趙海光教授。趙海光教授、Alberto Vomiero教授和龔曉教授為共同通訊作者，我校為第一作者單位。
太陽能熒光聚光器是一種大面積太陽光收集器，用于光-電轉(zhuǎn)換器件。與傳統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，太陽能熒光聚光器能夠利用任意角度的入射光，無需安裝太陽光追蹤系統(tǒng)，造價低、制備工藝簡單、質(zhì)量輕便、弱光響應、透光度可調(diào)，能夠廣泛安裝在城市群，例如外墻、窗戶、屋頂?shù)取Ｌ柲軣晒饩酃馄鞒晒M入市場的關(guān)鍵是：（1）光電轉(zhuǎn)換效率高，（2）穩(wěn)定性和耐久性強。量子點作為一種高穩(wěn)定性、光學可調(diào)的發(fā)光材料，近年來被應用于太陽能聚光器件，成為納米能源領(lǐng)域的研究熱點。然而，傳統(tǒng)的量子點材料含重金屬，易對環(huán)境與人體健康造成不良影響，亟需開發(fā)環(huán)境友好的熒光材料來替代傳統(tǒng)熒光物質(zhì)。碳量子點具有吸收光譜寬、量子產(chǎn)率高、無毒、環(huán)保、成本低和合成方法生態(tài)友好等優(yōu)勢。然而，與傳統(tǒng)無機量子點相比，碳量子點的斯托克斯位移相對較小，限制了大面積單層熒光聚光器的光電轉(zhuǎn)換效率。
本工作采用環(huán)保型檸檬酸和尿素作為前驅(qū)體，利用空間限制真空加熱方法一次性大批量地合成了量子產(chǎn)率高（65%）、斯托克斯位移大（0.53 eV）的碳量子點。利用超快激發(fā)態(tài)吸收光譜揭示碳量子點優(yōu)異光學性能的結(jié)構(gòu)依賴性。碳量子點基熒光聚光器（100-225 cm2）在自然光照（60mW/cm2）下轉(zhuǎn)換效率達到2.2%。該成果為制備高效率、低成本、環(huán)保的熒光聚光器的提供了理論研究方向和可行技術(shù)，對推動太陽能熒光聚光器的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進程具有重要意義。
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