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 把房屋的窗戶、幕墻變成帶有太陽(yáng)能發(fā)電功能的裝置，可以大大降低建筑物的能耗。南京大學(xué)現(xiàn)代工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院鄧正濤課題組近日在太陽(yáng)能發(fā)電窗戶研究領(lǐng)域獲重要進(jìn)展，他們制備的器件即使在30天長(zhǎng)時(shí)間浸泡于水中和強(qiáng)光照射的情況下，仍然保持良好的性能，確保窗戶太陽(yáng)能發(fā)電的效果。

據(jù)介紹，我國(guó)的建筑能耗占到全社會(huì)總能耗的40%以上。傳統(tǒng)的硅基太陽(yáng)能面板致力于把屋頂轉(zhuǎn)變?yōu)樘?yáng)能發(fā)電機(jī)，但是，對(duì)能源需求巨大、人口密集的城市地區(qū)來(lái)說(shuō)，能夠收集能源的摩天大樓的屋頂面積十分有限。

太陽(yáng)能發(fā)電窗戶可以取代建筑物不具有發(fā)電功能的玻璃窗戶和玻璃幕墻，把城市高層建筑的窗戶和幕墻轉(zhuǎn)變?yōu)樘?yáng)能發(fā)電裝置，所生產(chǎn)出的電能將大大降低建筑物的能耗，實(shí)現(xiàn)“零碳”建筑的目標(biāo)。

近年來(lái)，南京大學(xué)現(xiàn)代工學(xué)院鄧正濤教授團(tuán)隊(duì)一直致力于新型發(fā)光量子點(diǎn)材料的基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，圍繞量子點(diǎn)在發(fā)電窗戶、廣色域顯示器件實(shí)際應(yīng)用中的瓶頸問(wèn)題，在產(chǎn)品的應(yīng)用形態(tài)、性能提升和耐老化方面取得了一系列進(jìn)展。

量子點(diǎn)屬于新材料溶液納米晶中的一種，尺寸在1—100納米之間，每一個(gè)粒子都是單晶，應(yīng)用于照明產(chǎn)業(yè)，可以大幅提升發(fā)光效能。

該課題組采用一種新型的三苯基膦處理方法，制備了一種特別的近紅外發(fā)射銫鉛碘量子點(diǎn)太陽(yáng)能發(fā)電窗戶原型器件。

“該發(fā)電窗戶原型器件利用一部分透射光被分散在高透明性高分子聚合物薄板表層中的銫鉛碘量子點(diǎn)吸收，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效熒光轉(zhuǎn)換，重新發(fā)射出近紅外光。”鄧正濤介紹，與傳統(tǒng)的量子點(diǎn)制備的器件相比，該器件耐水性能和耐光降解性能大幅提升，即使在30天長(zhǎng)時(shí)間浸泡于水中和強(qiáng)光照射的情況下，仍然保持良好的性能。將近紅外光通過(guò)光波導(dǎo)到安裝在側(cè)邊的商用硅基太陽(yáng)能電池上，所制備的75平方厘米的原型紅外聚光器件實(shí)現(xiàn)了3.1%的高光學(xué)轉(zhuǎn)換效率。

相關(guān)成果于2020年3月在國(guó)際頂級(jí)化學(xué)期刊《應(yīng)用化學(xué)國(guó)際版》《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》雜志上在線發(fā)表。