北理工“太陽能聚光器”研究成果在《自然·光子學》（Nature Photonics）發表
發布日期：2018-01-09 供稿：材料學院 攝影：材料學院
編輯：付海東 審核：張青山 閱讀次數：北理工材料學院李紅博教授近期以“Tandem luminescent solar concentrators based on engineered quantum dots（基于結構調控的量子點構建的疊層式太陽能聚光器件）”為題，將其相關研究進展發表于自然子刊《Nature Photonics》雜志上。李紅博為該論文的共同第一作者，材料學院為共同工作單位。李紅博以北理工海外高層次人才引進加盟材料學院以來，在科研方面繼續基于量子點的太陽能聚光器件性能及應用開展工作，此次研究基于與美國Los Alamos國家實驗室博士后合作導師Victor Klimov教授的合作。
熒光型太陽能聚光器是一種新型的光伏技術，其工作原理是利用熒光物質吸收太陽光，受激發后再發射的光子大部分可以在聚光器件和空氣界面處發生全反射，進入到波導模式，從而匯聚到聚光器的邊緣，匯聚后的光子可以驅動太陽能電池板。當聚光效率足夠高時，可以實現一種低成本的光伏技術。高效率的聚光器件可以被應用在建筑物的窗戶上，在建筑密集型的城鎮具有巨大的應用前景。量子點作為一種高穩定性、光學可調的發光材料，近年來被應用于太陽能聚光器件，成為納米能源領域的研究熱點。然而圍繞大面積器件以及高效率輸出依然是該領域的難題。
此研究論文基于涂布技術制備了疊層式的太陽能聚光器件，實現太陽能光譜的光子分級。該方法利用兩種熒光量子點，一種是基于錳離子摻雜結構的量子點，該量子點可以吸收高能量紫外光和部分藍光（440 nm），同時發出600 nm的熒光，另一種基于銅銦硒結構的量子點，該量子點可以吸收大部分的可見光，同時發出800 nm的熒光。該器件可以實現太陽能光譜中不同能量光子的分離，從而實現高效率的光伏輸出(3.8%)。
疊層式太陽能聚光器件工作原理示意圖，圖片來自Nature Photonics
李紅博在加盟北理工材料學院之前，已經在量子點的結構光譜調控和聚光器件領域做了大量具有國際影響力的工作。以第一作者在Nature Energy, Accounts of Chemical Research, Nano Letters, Journal of the American Chemical Society和ACS Nano在內的頂級期刊發表了一系列研究成果。
附：李紅博教授簡介：
李紅博，材料學院特聘教授。2004年本科畢業于鄭州大學，2010年在中國科學院理化技術研究所獲得物理化學博士學位；2010-2013年，在意大利理工學院從事博士博士后研究（合作教授：Liberato Manna，全球百大化學家）；2014-2016年，在美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室從事博士博士后研究（合作教授：Victor Klimov,美國能源部先進太陽能光物理研究中心主任）。2017年以海外高層次人才引進加盟北京理工大學。李紅博主要從事量子點的可控合成，光譜性質研究及其在能源方面的應用開發。在無機量子點材料的物理結構和化學組分調控合成方面有突出貢獻。已發表科研論文30余篇。其中3篇入選ESI高被引論文。近五年文章被引用次數大于1000次。
Nature Photonics文章鏈接：
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