近日，我实验室赵海光教授、韩光亭教授、张元明副教授等与瑞典吕勒奥理工大学Alberto Vomiero教授和武汉理工大学龚晓教授合作在太阳能荧光聚光器领域取得重要进展，相关研究成果以“Gram-Scale Synthesis of Carbon Quantum Dots with Large Stokes Shift Enables Fabrication of Eco-Friendly and High-Efficiency Luminescent Solar Concentrators”为题发表在国际能源领域顶级期刊《Energy & Environmental Science》（doi.org/10.1039/D0EE02235G）上，该期刊影响因子为30.289。论文第一作者为赵海光教授。赵海光教授、Alberto Vomiero教授和龚晓教授为共同通讯作者，我校为第一作者单位。
太阳能荧光聚光器是一种大面积太阳光收集器，用于光-电转换器件。与传统光伏发电系统相比，太阳能荧光聚光器能够利用任意角度的入射光，无需安装太阳光追踪系统，造价低、制备工艺简单、质量轻便、弱光响应、透光度可调，能够广泛安装在城市群，例如外墙、窗户、屋顶等。太阳能荧光聚光器成功进入市场的关键是：（1）光电转换效率高，（2）稳定性和耐久性强。量子点作为一种高稳定性、光学可调的发光材料，近年来被应用于太阳能聚光器件，成为纳米能源领域的研究热点。然而，传统的量子点材料含重金属，易对环境与人体健康造成不良影响，亟需开发环境友好的荧光材料来替代传统荧光物质。碳量子点具有吸收光谱宽、量子产率高、无毒、环保、成本低和合成方法生态友好等优势。然而，与传统无机量子点相比，碳量子点的斯托克斯位移相对较小，限制了大面积单层荧光聚光器的光电转换效率。
本工作采用环保型柠檬酸和尿素作为前驱体，利用空间限制真空加热方法一次性大批量地合成了量子产率高（65%）、斯托克斯位移大（0.53 eV）的碳量子点。利用超快激发态吸收光谱揭示碳量子点优异光学性能的结构依赖性。碳量子点基荧光聚光器（100-225 cm2）在自然光照（60mW/cm2）下转换效率达到2.2%。该成果为制备高效率、低成本、环保的荧光聚光器的提供了理论研究方向和可行技术，对推动太阳能荧光聚光器的产业化发展进程具有重要意义。
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