荧光型太阳能聚光板是一种结构相对【duì】简单的大面积太阳能捕【bǔ】获装置【zhì】，由发光团通过涂覆或镶嵌于透明基【jī】底构成。发【fā】光团在吸【xī】收【shōu】射到板上的太阳光子【zǐ】后发出光子，由于【yú】基底和空气折射【shè】率的【de】差别，约【yuē】75%的光子会产【chǎn】生全【quán】反射模式【shì】，进【jìn】而被波导到板的边【biān】缘，用于激发贴【tiē】在【zài】边【biān】缘【yuán】处的太阳能电池。如果聚【jù】光效率足够高，一块荧光【guāng】型太【tài】阳【yáng】能聚【jù】光板加上边缘【yuán】处的少【shǎo】量【liàng】太阳能电池，可以【yǐ】在功能上等同于一整块大面积的【de】太阳能【néng】电【diàn】池，将大【dà】大降低光伏产能的成本。而传统荧光型太阳能聚【jù】光板受限于较低的【de】发光【guāng】团荧【yíng】光效【xiào】率，以及自吸收损失，导致器件内部光学效率一【yī】般小于60%。
量【liàng】子裁剪是一种新奇的光学【xué】现象，基于该【gāi】效【xiào】应的材【cái】料可吸收一个高能【néng】光子，同【tóng】时释放两个【gè】低能光子，满足能量守【shǒu】恒的基【jī】本物理规律。该研究【jiū】团队创造性地提出基于量子裁剪效应的荧光型太阳【yáng】能【néng】聚【jù】光【guāng】板，在理论【lùn】上可【kě】实【shí】现荧光量子【zǐ】效率的倍增，并【bìng】完全抑制自【zì】吸收损失。因此，太【tài】阳【yáng】能聚光板的【de】内部光学效率可重新定义一个新的理论极限【xiàn】——为【wéi】150%。
基【jī】于此概念，研【yán】究团队合成了【le】一种表【biǎo】现出典型量子剪裁特征的稀土金属镱掺杂纳米晶材料，并采【cǎi】用此类纳【nà】米晶制备出【chū】原型【xíng】的量子裁剪荧光型太【tài】阳能聚光板，实现了【le】约120%的【de】器【qì】件内【nèi】部光学【xué】效【xiào】率。该研究首次提出【chū】了“量子裁剪太【tài】阳能聚光板”概念，在【zài】降低光【guāng】伏成本、实现智能建筑【zhù】物领域，具有广阔应用前景。
