新聞網訊 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螢光聚光器領域取得重要進展，相關研究成果以「Gram-Scale Synthesis of Carbon Quantum Dots with Large Stokes Shift Enables Fabrication of Eco-Friendly and High-Efficiency Luminescent Solar Concentrators」為題發表在國際能源領域頂級期刊《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。
太陽能螢光聚光器是一種大面積太陽光收集器，用於光-電轉換器件。與傳統光伏發電系統相比，太陽能螢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，造價低、製備工藝簡單、質量輕便、弱光響應、透光度可調，能夠廣泛安裝在城市群，例如外牆、窗戶、屋頂等。太陽能螢光聚光器成功進入市場的關鍵是：（1）光電轉換效率高，（2）穩定性和耐久性強。量子點作為一種高穩定性、光學可調的發光材料，近年來被應用於太陽能聚光器件，成為納米能源領域的研究熱點。然而，傳統的量子點材料含重金屬，易對環境與人體健康造成不良影響，亟需開發環境友好的螢光材料來替代傳統螢光物質。碳量子點具有吸收光譜寬、量子產率高、無毒、環保、成本低和合成方法生態友好等優勢。然而，與傳統無機量子點相比，碳量子點的斯託克斯位移相對較小，限制了大面積單層螢光聚光器的光電轉換效率。
本工作採用環保型檸檬酸和尿素作為前驅體，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率高（65%）、斯託克斯位移大（0.53 eV）的碳量子點。利用超快激發態吸收光譜揭示碳量子點優異光學性能的結構依賴性。碳量子點基螢光聚光器（100-225 cm2）在自然光照（60mW/cm2）下轉換效率達到2.2%。該成果為製備高效率、低成本、環保的螢光聚光器的提供了理論研究方向和可行技術，對推動太陽能螢光聚光器的產業化發展進程具有重要意義。
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