中國科學家通過紅外光上轉換實現高效的太陽光合成

　　中新社大連2月7日電 (記者 楊毅)中國科學院大連化學物理研究所7日發佈消息稱，該所吳凱豐研究員團隊近日在量子點光化學研究中取得重要進展。團隊率先實現了低毒性量子點敏化的近紅外至可見上轉換，並將該體系與有機光催化融合，實現了高效快速的太陽光合成。相關成果發表在《自然-光子學》上。

　　基於太陽光開展能源轉化和工業生產，是解決全球能源危機的重要路徑之一。太陽光中藴含着大量的紅外光子，紅外光到可見光的上轉換在能源、醫學、國防等諸多領域具有重要意義。比如對太陽能電池而言，上轉換能使器件可以有效利用陽光中大量的低能量紅外光子，顛覆性地提升太陽能轉換效率。然而，近紅外光敏劑普遍效率較低或含有貴金屬和有毒金屬，相對廉價環保的高效近紅外光敏劑仍有待開發。

　　據介紹，前期工作中，團隊深入系統地研究了量子點敏化有機分子三線態的動力學機制，並探索了這些新機制在光子上轉換、有機光合成等領域的初步應用。此次研究中，團隊聚焦於銅銦硒(CuInSe2)基近紅外量子點，該類量子點相對綠色環保，可用於替代劇毒性的鉛基近紅外量子點。

　　此外，得益於近紅外光子的有效利用和量子點的寬譜吸收特性，該上轉換有機催化融合體系可在太陽光下高效快速運行。在室內窗台上幾秒內即可實現丙烯酸酯的光誘導聚合。

　　“一個世紀以來，在陽光下進行有機合成是許多科學家的想法，但前期的探索主要侷限於利用太陽光中的可見光子。”吳凱豐説，這項研究將太陽能合成的範圍擴大到了陽光中豐富的可見光和近紅外光子，將有力地推動光合成技術的發展。

　　吳凱豐表示，該工作不僅實現了低毒性量子點敏化的近紅外至可見高效上轉換，還發展了一種高效快速太陽光合成的新路徑。這一交叉創新型研究成果對光化學和光合成技術的發展具有重要意義。(完)