近日，中科院【yuàn】大连化【huà】物【wù】所【suǒ】光电材料动力学特区研究组吴凯丰研【yán】究员团队提【tí】出“量【liàng】子裁剪【jiǎn】太阳能【néng】聚光板”概念，将量【liàng】子裁剪应【yīng】用到荧光型太阳能【néng】聚光板上，制备出效【xiào】率【lǜ】比传统器件高一倍【bèi】的新【xīn】型太阳能【néng】聚光板原型【xíng】器件。相【xiàng】关【guān】成果发表于12月出版的【de】《纳米快报》上。
荧光型太【tài】阳能聚光【guāng】板是一种结【jié】构【gòu】相对简单【dān】的大面积太阳能捕获装【zhuāng】置，可以【yǐ】捕获太【tài】阳光后再将其【qí】转化为荧光，并利用全反射【shè】原理，将荧光传导到聚【jù】光板边缘【yuán】，以激发贴在边缘处的太阳能电池，提高【gāo】太阳能电池的【de】光电转换效【xiào】率。这种聚光板具有半透明的外观【guān】，可集成【chéng】于建筑【zhù】物玻璃中实现新型“太阳能【néng】窗【chuāng】户【hù】”。但是，传统【tǒng】的荧【yíng】光【guāng】型太【tài】阳能聚光【guāng】板受限于较低的荧光【guāng】效率以及【jí】自吸【xī】收损失，器件内部光学效率一般小于60%。
量子【zǐ】裁剪是一种新奇的【de】光学【xué】现象【xiàng】，基于该效应的材料可吸收一个高能光子，同【tóng】时【shí】释放两【liǎng】个低能光子【zǐ】，满足能量【liàng】守恒的基本物理规律【lǜ】。研究团队创造性地提出基于量【liàng】子裁剪【jiǎn】效应的荧光型太阳能聚光【guāng】板，在理论上可实【shí】现【xiàn】荧光量【liàng】子效【xiào】率的倍【bèi】增，同时完全【quán】抑制自吸收损失。
基于此【cǐ】概念，研究团队【duì】合成了一种表现出典型量【liàng】子【zǐ】裁剪特征【zhēng】的稀土金属镱掺杂【zá】的纳【nà】米【mǐ】晶材料，并采【cǎi】用【yòng】此【cǐ】类纳米晶制备出量子【zǐ】裁剪荧光型【xíng】太阳能聚【jù】光【guāng】板原型【xíng】器件，实现了约120%的器件【jiàn】内【nèi】部光学效率【lǜ】。该研【yán】究首次【cì】提出【chū】了“量子【zǐ】裁剪太阳能聚光板”概念，在智能建筑等领域具有广阔的应用前景。
该项研发得到了中科院【yuàn】战【zhàn】略先导【dǎo】项【xiàng】目、国家自然科【kē】学【xué】基金、大连市科【kē】创基金等项【xiàng】目的资助。
