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太陽能清潔無污染，是理想的能源，但將其高效轉為人類需求的能源形式，則面臨巨大挑戰。近日，從中國科學院大連化學物理研究所傳來好消息：吳凱豐研究員團隊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，并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，有望對光合成技術產生深遠影響。相關成果發表在國際著名科研期刊《自然—光子學》上。
紅外光至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，此前報道的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。在前期研究中，研究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，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，團隊聚焦于銅銦硒基近紅外量子點，該類量子點相對綠色環保，可用于替代劇毒性的鉛基近紅外量子點。
此外，得益于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。實驗表明，在室內窗臺上幾秒內即可實現丙烯酸酯的光誘導聚合。吳凱豐說，這項研究將太陽能合成的范圍擴大到了陽光中豐富的可見光和近紅外光子，將有力推動光合成技術的發展。
（大連新聞傳媒集團記者冉嬛）
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