武汉理工龚晓等 JACS Au 展望 | 制备高效率、大面积荧光太阳能聚光器

英文原题：Achieving High-Efficiency Large-Area Luminescent Solar Concentrators

通讯作者：龚晓，武汉理工大学

作者：曹梦妍、赵修建、龚晓

研究背景

光伏建筑一体化（BIPV）的概念解决了光伏系统无法与城市兼容的问题，可以在作为建筑外部结构的同时用于太阳能发电。作为一种新型的太阳能光伏装置，荧光太阳能聚光器（LSCs）显示了作为BIPV中光伏转换装置的巨大潜力。不幸的是，到目前为止，LSCs的电力转换效率（PCE）仍然很低，这极大地阻碍了其实际应用。最近，武汉理工大学硅酸盐材料国家重点实验室龚晓教授课题组受邀在JACS Au 撰写展望。

图1 单层荧光集光器的示意图

展望概述

在本展望中，我们通过对不同结构LSCs进行研究，总结了其最新发展。其中，我们更关注LSCs领域的进一步发展，即未来工业发展所需的高PCE、大面积、大规模生产和耐久性的可能性。我们希望促进统一测试标准的应用，并引起对工业发展、毒性和耐久性的关注。

图2 叠层荧光集光器的实物图及吸收与发射图谱。

最后，我们对LSCs中荧光分子及整体LSCs的器件要求做出了展望，并对未来可能面临的机遇与挑战进行了讨论。就荧光材料而言，探索无毒、绿色的荧光材料应该是非常迫切的。就合成而言，尽管目前的材料是由无毒元素组成的，但大量的有机前体、有毒溶剂和较高的反应温度的合成过程并不符合绿色合成的条件。而我们应该尽力推动有前途的材料从实验室制备到未来的工业生产规模。而且开发效率更高、吸收-发射光谱重叠更少、光学、热和水稳定性更好的荧光材料至关重要。对于LSCs的工作特性而言，我们需要一定的技术要求，以满足其相应的使用条件。1）LSCs需要保证一定的机械强度，以面对复杂的外部环境。2）光稳定性要好，能够抵抗紫外线的老化过程。3）工作寿命要长，至少要保持5到10年。尽管这离LSCs的商业化进程还有点远，但相应的使用寿命还需要更严格的测试和研究。

该工作于 2023 年 1 月 5 日以“Achieving High-Efficiency Large-Area Luminescent Solar Concentrators”为题在线发表在 JACS Au 期刊上（JACS Au 2023, https://doi.org/10.1021/jacsau.2c00504）。该工作的第一作者是武汉理工大学材料科学与工程国际化示范学院博士生曹梦妍，武汉理工大学硅酸盐国家重点实验室龚晓教授为通讯作者。

转自：“ACS美国化学会”微信公众号

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