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首頁 > 行業(yè)資訊 > AMR Account｜中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所吳驪珠-黃智源研究團(tuán)隊(duì)：量子點(diǎn)敏化三重態(tài)湮滅光子能量上轉(zhuǎn)換用于太陽能轉(zhuǎn)換

AMR Account｜中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所吳驪珠-黃智源研究團(tuán)隊(duì)：量子點(diǎn)敏化三重態(tài)湮滅光子能量上轉(zhuǎn)換用于太陽能轉(zhuǎn)換

時(shí)間：2024-04-21 來源： 瀏覽：

AMR Account｜中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所吳驪珠-黃智源研究團(tuán)隊(duì)：量子點(diǎn)敏化三重態(tài)湮滅光子能量上轉(zhuǎn)換用于太陽能轉(zhuǎn)換

ACS美國化學(xué)會(huì)
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ACS作為權(quán)威科學(xué)信息的主要來源，是全球化學(xué)企業(yè)、化學(xué)家、化學(xué)工程師和相關(guān)人員的職業(yè)家園。

以下文章來源于AMR材料研究述評(píng) ，作者AMR

AMR材料研究述評(píng) .

Accounts of Materials Research（《材料研究述評(píng)》）是上?？萍即髮W(xué)與美國化學(xué)會(huì)出版社合作出版的新刊，發(fā)表簡明扼要的個(gè)人述評(píng)和觀點(diǎn)文章，關(guān)注材料科學(xué)與工程各領(lǐng)域的研究進(jìn)展。

近日，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所吳驪珠院士和黃智源研究員的AMR述評(píng)文章“Quantum Dot-Sensitized Triplet?Triplet Annihilation Photon Upconversion for Solar Energy Conversion and beyond”在線發(fā)表。文章著重討論了量子點(diǎn)敏化光子能量上轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)近紅外光到可見光的轉(zhuǎn)換，提升太陽光譜中低能量近紅外光的利用率，從而提升太陽能光電及光化學(xué)轉(zhuǎn)換效率。文章總結(jié)了該領(lǐng)域目前發(fā)展?fàn)顩r，并指出了面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

關(guān)鍵詞：光子能量上轉(zhuǎn)換；量子點(diǎn)；三重態(tài)湮滅；太陽能轉(zhuǎn)換

We hope this Account will help promote quantum dot sensitized photon upconversion to be used in solar energy conversion for a more sustainable society.

01

文章內(nèi)容簡介

太陽能是地球上最大的可再生能源——地球每小時(shí)接收的太陽能超過全人類每年消耗能量的總和。太陽能可被轉(zhuǎn)換為電能、化學(xué)能等其它形式的能量，但太陽光譜中低于吸光材料帶隙能量的光子不能被吸收利用，造成透射損失。光子能量上轉(zhuǎn)換可將多個(gè)低能量光子轉(zhuǎn)換為一個(gè)高能量光子，有效降低透射損失，提升太陽能轉(zhuǎn)換效率。與基于鑭系元素及雙光子吸收等上轉(zhuǎn)換策略相比，三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換能在較低激發(fā)光強(qiáng)度，如一個(gè)太陽光強(qiáng)度下高效進(jìn)行，而量子點(diǎn)作為光敏劑在近紅外區(qū)具有較高的吸收系數(shù)及較寬的吸收帶，相比分子光敏劑更能充分吸收太陽光譜中的近紅外光，對(duì)太陽能轉(zhuǎn)換具有重要意義。本文闡述了量子點(diǎn)敏化三重態(tài)湮滅上轉(zhuǎn)換體系構(gòu)筑原則，特別介紹了該體系在太陽能光電及光化學(xué)轉(zhuǎn)換方面的研究進(jìn)展，并指出了該領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。
圖1. 量子點(diǎn)敏化光子能量上轉(zhuǎn)換在光伏、光催化及其他領(lǐng)域的應(yīng)用

02

AMR ：

請(qǐng)問您選擇該領(lǐng)域的初心是？

作者團(tuán)隊(duì)：

由于不能充分利用太陽光譜中低能量光子，單節(jié)光伏電池理論效率被限制在34%，而光化學(xué)轉(zhuǎn)換，如太陽能光分解水制氫反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換效率也僅有~1%。這促使我們考慮利用光子能量上轉(zhuǎn)換將低能量的近紅外光轉(zhuǎn)換為可見光，重塑太陽光譜，突破太陽能轉(zhuǎn)換效率極限。

03

AMR ：

您認(rèn)為該領(lǐng)域當(dāng)前最值得關(guān)注

的研究熱點(diǎn)是什么?

作者團(tuán)隊(duì)：

發(fā)展新材料與新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)固態(tài)上轉(zhuǎn)換在一個(gè)太陽光強(qiáng)度下高效進(jìn)行，是將上轉(zhuǎn)換應(yīng)用于太陽能轉(zhuǎn)換器件并推向?qū)嶋H應(yīng)用的前提，也是該領(lǐng)域最值得關(guān)注的研究熱點(diǎn)及難點(diǎn)之一。

作者團(tuán)隊(duì)簡介

中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所

中國科學(xué)院院士 吳驪珠

吳驪珠 ，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員，博士生導(dǎo)師。1990年本科畢業(yè)于蘭州大學(xué)，1995年于中國科學(xué)院感光化學(xué)研究所獲博士學(xué)位，現(xiàn)為中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所超分子光化學(xué)研究中心主任。長期致力于光化學(xué)研究，涉及太陽能光化學(xué)轉(zhuǎn)換、光化學(xué)合成與技術(shù)、超分子體系中重要的光物理和光化學(xué)過程。

中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所

研究員 黃智源

黃智源 ，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員、博士生導(dǎo)師。2011年本科畢業(yè)于吉林大學(xué)化學(xué)系，2017年于美國加州大學(xué)河濱分校取得博士學(xué)位，隨后于美國可再生能源國家實(shí)驗(yàn)室從事博士后研究。2023年至今工作于中科院理化所。聚焦半導(dǎo)體量子點(diǎn)-有機(jī)分子雜化體系中的光子能量轉(zhuǎn)換研究，探究其在光電及光化學(xué)轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用。

掃碼閱讀吳驪珠院士和黃智源研究員的精彩Account文章：

Quantum Dot-Sensitized Triplet?Triplet Annihilation Photon Upconversion for Solar Energy Conversion and beyond

Zhiyuan Huang*, Chen-Ho Tung, and Li-Zhu Wu*

原文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/accountsmr.3c00186

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