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    光热转换材料能够将太阳光转换为热能,进而用于供暖、水加热、蒸汽产生等应用,是一种在太阳能利用和可再生能源领域具有重要潜力的材料。有机光热转换材料具有结构可调性、柔性、兼容度高等优点。然而,有机分子较窄的吸收、强的反射/折射及非辐射衰减不足等因素,限制了其光热转换能力,亟需开发新型的有机分子材料提高其光热转换性能。

    针对上述问题,西北工业大学王凯教授和东北林业大学贾涛教授团队合作,设计合成不同喹喔啉取代基的有机共轭分子材料BQE(乙基)和BQC(羧酸酯)。强的分子内电荷转移使其吸收覆盖350-1000nm。与酯基取代材料相比,乙基分子具有更大的重组能、弱的分子内堆积和较强的非辐射跃迁能力。此外,BQE薄膜具有丰富的自组装行为,诱导形成了褶皱的表面形貌,从而有效提高了光的内部反射/折射及对光的吸收利用能力。在1KW m-2的太阳光下BQE的光热水蒸发速率可以达到1.2 kg m2 h1。基于其的光热水蒸发-热电联产器件进一步实现了将太阳能转换为热能及电能。户外实验验证了BQE材料可以有效蒸发海水,所生成的淡水可以使水培植物在其中长期存活,显示了较大的实际应用潜力。该工作为设计合成高性能有机光热分子提供了新策略,研究成果发表在化学领域国际顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.上,并被选为Hot Paper。西北工业大学博士生李静为本文第一作者,西北工业大学柔性电子研究院王凯教授和东北林业大学贾涛教授为本文的共同通讯作者。

    文章链接:https://doi.org/10.1002/anie.202402726

    (文字:李静,王凯 审核:王学文)