近日，中国科学院年夜连化学物理研究所光电质料动力学研究组（1121组）吴凯丰研究员团队于量子点光化学研究中取患上新进展，实现了低毒性量子点敏化的近红外光至可见光的上转换，并将该系统与无机光催化交融，实现了高效倏地的太阳光合成。

红外光到可见光的上转换于能源、医学、国防等诸多范畴具备主要意思。例如，对于太阳能电池而言，上转换能使器件有用哄骗阳光中年夜量的低能量红外光子，倾覆性地晋升太阳能转换效率。于各种上转换技能中，基在无机份子三线态湮灭的光敏化技能可对于非相关、非脉冲光源实现上转换，具备较强的实用远景。然而，此前报导的近红外光敏剂遍及效率较低或者含有贵金属以及有毒金属，相对于重价环保的高效近红外光敏剂仍旧有待开发。

吴凯丰研究团队始终致力在胶体量子点的超快光物理与光化学研究。于超快光化学范畴，团队深切体系研究了量子点敏化无机份子三线态的动力学机制，并摸索了这些新机制于光子上转换、无机光合成等范畴的开端运用。于这些前期根蒂根基之上，团队开发了CuInSe2基量子点，用在替换剧毒性的铅基近红外量子点，实现三线态敏化以及近红外上转换。

本事情中，团队起首制备了ZnS包覆的Zn掺杂CuInSe2核壳量子点，有用解决了该类量子点缺陷多以及不变性差的难题。团队于量子点外貌润色羧基化的并四苯份子作为三线态受体，并接纳红荧烯份子作为湮灭剂，构建了溶液相上转换系统。时间分辩光谱研究注解，该类量子点的光生电子以及空穴城市于皮秒标准被局域于量子点自己的缺陷位点。该局域化电子 空穴对于仍旧可以或许于纳秒标准通报至量子点外貌的并四苯份子，高效天生自旋三线态，并进一步通报至溶液中的红荧烯份子，举行三线碰撞湮灭。该系统实现了近红外至黄光的上转换，量子效率高达16.7%。

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此外，团队进一步将该上转换系统与无机光催化交融，将上转换孕育发生的红荧烯单线态间接用在 原位 无机氧化、还原、光聚合等反映。该设计巧妙防止了上转换光子流传至溶液外貌所履历的量子点重接收丧失。此外，患上益在近红外光子的有用哄骗以及量子点的宽谱接收特征，该上转换 无机催化交融系统可于太阳光下高效倏地运转。于室内窗台上（光照强度约32 mW cm-2），几秒内便可实现丙烯酸酯的光引诱聚合。

该事情不只实现了低毒性量子点敏化的近红外至可见高效上转换，还成长了一种高效倏地太阳光合成的新路径。这一交织立异型研究结果对于光化学以及光合成技能的成长具备主要意思。

相干结果以 Near-infrared photon upconversion and solar synthesis using lead-free nanocrystals 为题，在近日揭晓于《天然 光子学》（Nature Photonics）上。该事情的配合第一作者是我所1121组梁文飞、聂成铭玻士、杜骏副研究员。上述事情得到了中科院不变撑持根蒂根基研究范畴青年团队规划、国度重点研发规划、国度天然科学基金、我所立异基金等工程的撑持。

文章链接：https://doi.org/10.����Ϸapp1038/s41566-023-01156-6

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