玻璃除了透光,能否同时参与发电?围绕这一应用构想,“以光赋能”项目团队从发光材料与结构设计入手,探索微波快速制备技术在半透明聚光光伏中的应用。目前,团队正筹备参加2026年中国国际大学生创新大赛,项目名称为“以光赋能——微波快速制备发光材料驱动半透明聚光光伏应用”。
对于玻璃幕墙、建筑采光顶等透明界面,如何兼顾采光需求与光能利用,是团队关注的问题。项目选择荧光太阳能聚光器(LSC)作为应用方向,通过发光材料吸收部分入射光并转换为荧光,再将光引导至器件边缘的光伏电池,为半透明条件下的光能收集提供研究思路。
材料的制备与性能,是这一技术方案的基础。团队以无铅铜基金属卤化物纳米晶为研究对象,探索微波辅助快速合成方法。根据团队提供的项目资料,该方法无需额外加入还原剂和惰性气氛保护,微波反应阶段仅需5分钟,为简化材料制备流程提供了新的路径。
制备之外,团队还围绕材料缺陷开展性能优化研究。通过引入酰氯类添加剂,利用其原位供氯及反应产物的表面钝化作用,修复卤素空位、减少缺陷引起的发光损失。项目实验结果显示,优化后材料的光致发光量子产率达到98.53%。这一指标反映材料将吸收的光子转化为发射光子的能力,是评价发光性能的重要依据。
在材料研究基础上,团队进一步将其与石英玻璃基材结合,采用三明治式结构构筑荧光太阳能聚光器,并通过调整纳米晶浓度优化器件表现。据项目资料,在相应实验测试条件下,器件可见光波段平均透过率超过90%,最高光电转换效率达到2.128%,呈现出兼顾透光与光能转换的应用潜力。
从材料的发光效率到器件的发电表现,团队将研究贯穿于设计制备、性能优化和应用探索等环节。项目目前已申请国家发明专利3项、发表SCI论文18篇,并获得多位国家杰出青年科学基金获得者推荐,为后续研究积累了基础。
面向实际应用,实验室中的器件还需要接受更充分的验证。团队后续将围绕制备放大、器件尺寸拓展及长期稳定性开展研究,探索在航站楼玻璃幕墙、建筑采光顶等场景中的应用可能。
以此次创新大赛备赛为契机,“以光赋能”团队希望进一步推动材料研究与应用需求衔接,让发光材料的研究成果为半透明光伏和绿色建筑提供新的技术选择。
（来源：点财网）
