近日，深圳大学化学与环境工程学院余振强副教授课题组与东北林业大学陈志俊教授合作在《Small》（影响因子13.281，中科院JCR 1区，TOP期刊）上发表了《Quantitative Förster resonance energy transfer: efficient light harvesting for sequential photo-thermo-electric conversion》的研究论文。该论文共同第一作者为深圳大学硕士研究生付阔（现同济大学博士研究生）、曾晓璇和东北林业大学博士研究生赵新鹏，共同通讯作者为深圳大学余振强副教授、吴玥副研究员与东北林业大学陈志俊教授，深圳大学为第一通讯单位。研究成果得到了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市科技创新委员会、中国科协青年托举人才及黑龙江省博士后基金等项目资金支持。

光合作用是地球上规模最大，最重要的光化学反应。光合生物利用太阳能合成有机物，消耗二氧化碳，释放氧气，为人类繁衍和社会发展提供了基本的能量来源。目前越来越多的科研团队致力于荧光共振能量转移（FRET）建立人工光捕获系统以实现太阳能的有效利用。目前利用FRET实现光捕获的研究大多数集中在如何实现高效能量转移效率以获得高效光捕获体系，其实际应用的研究报道相对较少。因此，开发一种新型的高效光捕获材料，并对其潜在的应用进行研究具有重要意义。

本文报道了一种高效的光捕获体系，实现了太阳能的光-热-电能量的连续转换，为光捕获太阳能的应用研究提供了新思路。作者设计合成出一种室温液体的聚集诱导发光（AIE）染料TPE-EA，其固-液相转变温度为6.9℃，常温下为液体状态。利用室温液体这一特性，TPE-EA不仅可以作为FRET供体，还能起到溶剂作用溶解经典的商业染料尼罗红（NiR），得到复合体系NiR⊂TPE-EA。在365 nm紫外光激发下，NiR⊂TPE-EA的FRET效率高达95.1%。

图1. 高效的液体AIE/尼罗红FRET体系实现光-热-电能量的连续转换。

NiR⊂TPE-EA表现出良好的光热效应，在365与405 nm的LED光激发下均能实现良好的光热效果，最高温度达119℃。发光与发热呈现“跷跷板”效应，在温度升高的同时，其发光强度降低，能量衰减模式从辐射衰退转向非辐射衰退。作为对照，无论是TPE-EA或尼罗红单独存在下均明显无光热效果。利用NiR⊂TPE-EA吸收与太能光谱具有良好重合、短波长激发光热效应的特点，将LED光源换成仿太阳能光源，同样表现出较好的光热效果。在0.3 W cm^-2仿太阳光照射下，温度从室温上升至60℃，形成温度势能差，利用Seebeck效应原理，将热能转化为电能（~66 mV），从而实现了光-热-电的连续转换，为太阳能利用提供一种新思路。

图2. 光-热-电驱动电机示意图（a）及实物图（b）。

原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/journal/16136829