荧光型【xíng】太【tài】阳能聚光板是一种结构相对简【jiǎn】单的【de】大面【miàn】积太阳能捕【bǔ】获【huò】装置，由发光团通过涂覆【fù】或镶嵌于【yú】透明【míng】基底构成【chéng】。发【fā】光团在吸收射到板上的【de】太阳光子后【hòu】发出光子，由于【yú】基底【dǐ】和空气折射率的差别，约75%的光【guāng】子会【huì】产生【shēng】全反射模式，进而被波导到板的边【biān】缘，用于激发贴在边【biān】缘【yuán】处的太阳能电池。如果聚【jù】光【guāng】效率足够高，一【yī】块荧光型太阳能聚光板【bǎn】加上【shàng】边缘处的少量太阳能电池，可以在功【gōng】能上等同于【yú】一整【zhěng】块大面积的太阳【yáng】能【néng】电【diàn】池，将大【dà】大降低光伏产【chǎn】能的成本【běn】。而传统荧光型太阳能聚光【guāng】板受限于较低的发光团荧光效【xiào】率，以及【jí】自吸收损失，导致【zhì】器件内部光学效【xiào】率一般小【xiǎo】于【yú】60%。
量子裁剪是一种新奇的光学现象【xiàng】，基于该效应【yīng】的材料可吸【xī】收【shōu】一个高能光子，同【tóng】时释放两个低能光子，满足能量守【shǒu】恒的【de】基本物理规律。该研究【jiū】团队创造【zào】性【xìng】地提出基于【yú】量子裁剪效应的荧光型太阳【yáng】能聚光板，在理论上可实现【xiàn】荧光量子效率【lǜ】的倍增，并完全【quán】抑【yì】制自吸【xī】收损【sǔn】失【shī】。因此，太阳能【néng】聚光板的内部光学【xué】效率可重新定【dìng】义一个【gè】新的理论极限【xiàn】——为150%。
基于此【cǐ】概念，研究团队合成了一种表现【xiàn】出典【diǎn】型量子剪【jiǎn】裁特征的稀【xī】土金【jīn】属镱掺杂纳米晶材料，并采【cǎi】用此类纳米晶制备出原【yuán】型的量【liàng】子裁剪荧光型太阳【yáng】能聚光板，实现了约120%的器件【jiàn】内部光【guāng】学效率。该【gāi】研究首【shǒu】次提【tí】出了“量子裁剪太阳能聚光板”概【gài】念【niàn】，在降【jiàng】低光伏成本、实现智能建筑物领域【yù】，具有广阔应用前景【jǐng】。
