一、平台简介

东莞市光热辐射物理与技术重点实验室（Dongguan City Key Laboratory of OpticalThermal Radiation PhysicsTechnology）于2024年获批成立。本重点实验室依托大湾区大学物质科学学院与上海交通大学共同建设，开展科学研究、人才培养以及产学研合作。

实验室聚焦当下能源和碳排放重大国家需求，响应国家“碳达峰、碳中和”双碳战略，专注于研究和开发高效节能的光热转换材料，通过优化材料的光学和热学性能，实现太阳能的有效利用和热能的高效管理。致力于探索新型材料的光热调控技术，如主动电致变色和被动辐射致冷等，以推动建筑节能和新能源领域的技术创新，服务粤港澳大湾区产业升级与可持续发展需求。

二、平台人员

实验室主任：汪万林

汪万林，现为大湾区大学物质科学学院研究员，主要从事光学超材料研究，以实现汽车、建筑、电子产品的温度控制。主持2项深圳市自由探索基金，参与1项国家自然科学基金重点项目。主持2项国家自然科学基金项目（面上项目及青年项目），主持1项广东省创新团队项目。

在包括Optica、Nanophotonics等国内外权威期刊发表多篇SCI论文，被国内外媒体广泛报道（New Scientists, Phys.org, Opt. Photon. News, Optica Release 等）。授权专利7项，研究成果收到了吉利汽车、一汽汽车和理想汽车等知名企业的关注。

实验室副主任：于华

于华，现为大湾区大学物质科学学院教授，长期致力于钙钛矿半导体纳米薄膜材料在太阳能电池和光电储能一体化等方面的研究。截至目前已在Advanced Materials, Advanced Energy Materials 等国际知名学术期刊发表论文70篇。主持或参与澳大利亚自然基金委，澳大利亚联邦工业科学研究院，昆士兰大学，四川省科技厅项目6项，授权发明专利6项，国际会议特邀报告7次。申请人先后获四川省“千人计划”（创新领军人才）（2018）和工信部国家重大人才工程（2020）项目支持，并于2022年入选英国皇家化学会会士。

实验室副主任：张国强

张国强，现为大湾区大学物质科学学院研究员，长期致力于开发高结晶性氮化碳(CCN)。近三年以第一作者在Adv. Energy Mater.，Adv. Funct. Mater. （2篇），ACS Catal.（2篇），Adv. Sci. 和Appl. Catal. B-Environ.（3篇）等材料、催化和能源领域的著名期刊上发表论文12篇。

实验室副主任：张旺

张旺，现为上海交通大学材料与工程学院研究员，一直从事生物光学构型的精细表征、性能仿真和制备应用。研究以来共发表学术论文166篇， SCI他引5000余次，H-index 44（截止至2024年5月），其中一作或通讯作者论文63篇，包括国家科学评论National Science Review、Progress in Materials Science、Advanced Materials等较高影响力国际学术期刊，3篇论文入选ESI 高被引论文。入选国家“万人计划”青年拔尖人才计划。获2020年度国家自然科学奖二等奖（排5）、2014年上海市自然科学奖一等奖（排5）、2016年上海市青年科技启明星。

科研人员

左小伟、龚寿书、常建、郭文翰、陈虎、刘昆陇、孙辰、李忠良、刘庆雷、李尧、孟繁斐、牛越、谭占秋、卢东冬、张昊、陈辰

三、研究概况

研究方向一：彩色辐射致冷材料

本项目与大湾区大学郑水钦老师课题组合作开发。结合了最新的被动辐射致冷技术、AI智能色彩调控设计和高性能材料科学，形成了一套具有创新性的、可商业化的低碳节能解决方案。通过仿生蓝闪蝶有序/无序结构设计新型非吸收结构色，分别通过调控有序镜面反射结构实现高饱和、高亮度和全色调性能，通过调控无序漫反射结构来实现大视域，而对所有光谱的反射可实现低吸收。

研究方向二：高透隔热材料

本项目将AI与物理模型相融合，进行智能光谱设计，实现对多波段光谱同时进行调控。使材料在高透光基础上，近红外反射率远超同类产品，具备显著降温功能。

技术原理：

该模型可以有效的空着两个波段的光线，在保证高可见光透射率的前提下，产生隔热效果：可见光高透射，近红外的光高反射，近红外光低吸收率。样品主要由两部分组成：玻璃以及介质层。

研究方向三：零能耗建筑

本项目依据太阳运行轨迹的规律，使用透镜对太阳光进行分区调控，实现夏季反射降温，冬季透射保温的效果。

技术原理：

模拟昆虫复眼结构，采用透镜阵列设计静态零能耗装置。顶部分光系统（仿生透镜阵列）仅靠太阳角度变化将不同角度的太阳光定向引导。通过底部分区吸收系统（梯度材料层）对引导的光线实现差异化热管理。实现全年恒温的作用。夏季将产生城市热岛的任意方向的太阳辐射反射回天空，从源头上避免了能量的过多摄入。冬季吸收太阳辐射，起到保温作用。

研究方向四：高结晶性氮化碳（CCN）

聚焦高结晶性氮化碳（CCN）材料改性与光活性调控，针对其电荷分离缓慢、光吸收范围窄的核心问题，通过面内 “缝补”/ 层间 “裁剪”、梯度掺杂、激子解离、缺陷修复、n 型掺杂 / 氧掺杂、缺陷电离能调控等策略，优化光电转换效率与光催化性能，拓展可见光及近红外光响应，提升太阳能利用率。

研究方向五：钙钛矿半导体纳米薄膜材料

围绕钙钛矿太阳能电池的性能优化、稳定性提升与实用化开发，聚焦三大关键方向展开。

1. 二维（含准二维）钙钛矿太阳能电池的缺陷调控与性能升级

通过表面工程（引入 2-MI 交联剂）、有机间隔阳离子设计（混合 NMA 等）抑制界面非辐射复合，提升器件稳定性。开发无预热法制备半透明器件，兼顾光电转换效率（PCE）与平均可见光透过率（AVT），拓展应用场景。

2. 宽带隙钙钛矿太阳能电池的低损耗与高效化技术

采用维度工程（原位生成 DJ 型 2D 钙钛矿）钝化晶界缺陷，提升湿 / 热稳定性。结合添加剂与维度工程协同效应，实现体相、晶界、表面双重钝化，降低电压损失，突破光电转换效率上限。

3. 大面积钙钛矿太阳能电池的制备工艺优化与室内光伏应用

研发 HFB 共溶剂辅助一步刮涂法，制备长晶粒、低缺陷、厚度均匀的大面积钙钛矿薄膜。针对室内场景优化器件性能，实现宽光照强度（100~1000lux）下的高效稳定输出。

研究方向六：秉承自然生物精细构型的遗态材料

核心聚焦仿生微纳光学材料、隐身伪装材料、光吸收能源材料三大领域，围绕生物构型启发的功能材料设计、制备及构效关系展开跨学科研究。

仿生微纳光学材料与生物模板法制备：以蝴蝶翅膀、蛾眼、植物组织等自然生物的三维精细微纳结构为模板，通过溶胶-凝胶、化学浸渍、纳米压印等技术，实现生物构型与金属氧化物、贵金属/半导体等组分的耦合替换，制备兼具生物精细结构与优异光功能的新型材料；系统研究微纳结构尺寸、对称性与光吸收、反射、偏振调控的内在关联，优化宽谱广角光吸收性能。

隐身伪装材料与多光谱调控：主攻可见光-红外兼容的柔性伪装技术，通过光子晶体结构设计实现光的角度无关传输与偏振分选，解决传统材料视角依赖性强、光谱兼容性差的问题；开发颜色与热辐射协同匹配的伪装材料，推动其在多场景实用化。

光吸收能源材料与器件研发：设计宽谱高效光吸收材料，应用于太阳能光热转换、光伏组件减反射、海水淡化等领域，相关材料在可见 - 近红外区域平均光吸收较商用膜增益102.63%，中红外区域增强54.9倍，太阳能光吸收比达 98%；开发生物启发式太阳能蒸发器，光热蒸发率达4.3 kg/m²h，优化低温工作区域的光热转化效率。

功能导向型微纳结构材料应用：研发具有三维分布式热点的螺旋结构 Au 周期性金属材料，作为高灵敏度 SERS 基底用于痕量物质检测；探索低对称光子晶体与二维半导体的异质集成，实现偏振依赖的室温激子极化激元，为光电子器件设计提供支撑；以生物模板制备多孔功能材料，强化污染物吸附与催化性能。