阳光是一种取之不尽的能源，利用阳光进行发电是可再生能源的重要基础。地球上超过40%的阳光属于红外线、可见光和紫外线光谱；然而，目前的太阳能技术主要集中在可见光和紫外线的利用上。全面利用太阳辐射的技术——即全太阳能利用——仍处于初步阶段。
北海道大学的研究团队，在工程学院助理教授Melbert Jeem和Seiichi Watanabe教授的带领下，合成了掺铜的钨酸基材料，展现了全太阳能利用的潜力。他们的研究成果已发表在《先进材料》期刊上。
Jeem指出：“目前，太阳辐射的近红外和中红外光谱，范围从800纳米到2500纳米，尚未被用于发电。”他表示：“钨酸是开发纳米材料的理想候选材料，因其具有吸收这些波长的缺陷晶体结构。”
该团队采用了他们之前开发的光制造技术，即浸没光合成晶体，合成了不同铜掺杂浓度的钨酸纳米晶体。他们分析了这些纳米晶体的结构和光吸收性能，并测定了它们的光热特性、光辅助水分蒸发特性和光电化学特性。
掺铜的氧化钨纳米晶体在光谱上吸收从紫外线到可见光再到红外光的光；当铜掺杂量为1%时，红外光的吸收量达到最大。1%和5%掺铜的纳米晶体表现出最高的温度升高（光热特性）；1%铜掺杂的晶体也展现出最大的水分蒸发效率，约为1.0 kg / m2 /小时。对1%掺铜纳米晶体的结构分析表明，铜离子可能会扭曲氧化钨的晶体结构，从而影响光的吸收特性。
Watanabe总结道：“我们的发现标志着纳米晶体设计的重大进展，这种纳米晶体不仅能合成，还能实现全太阳能的利用。”“我们已经证明，铜掺杂赋予钨酸纳米晶体多种特性，这为该领域的进一步研究和应用开发奠定了基础。”
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希望本篇文章《铜掺杂纳米晶体增强红外光转换效率》能对你有所帮助！
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