Abstract Carbon quantum dots (CQDs) are emerging nanostructures which consist of carbon atoms and are typically below 10 nm in size. The CQDs are almost surface passivated or are functionalized with organics or biomolecules. CQDs have superior properties such as fluorescence emission, water-solubility, cheap and easy synthesis methods, low toxicity, biocompatibility, easy functionalization, and chemical inertness. The CQDs have found versatile applications in different areas such as in vivo and in vitro bioimaging, drug delivery, gene delivery, sensors, solar energy conversion, photoelectrochemical (PEC) cells, photovoltaic solar cells, photocatalysis, and light-emitting diodes (LEDs). CQDs could impart in photocatalytic reactions from two aspects; CQDs can be used alongside semiconductors as electron sink and could suppress electron-hole recombination and also CQDs can generate electron-hole pairs, as well. The CQDs with a wide spectral absorption and high absorption coefficients can enhance the photocatalytic activity. CQDs can also be used as sensitizers in the photoanode of solar cells. Due to the low cost and low toxicity of the CQDs in comparison to semiconductor quantum dots (QDs), they could be considered as potential alternatives in solar energy conversion applications. In this review, the CQDs are introduced and their optical properties are clarified. Recent advances of the CQDs in photocatalysis, PEC, and solar cells are reviewed.

中文翻译：

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碳量子点的光学特性和太阳能转换应用：综述

摘要 碳量子点 (CQD) 是新兴的纳米结构，由碳原子组成，尺寸通常小于 10 nm。CQDs 几乎表面钝化或用有机物或生物分子功能化。CQDs具有荧光发射、水溶性、合成方法廉价易行、毒性低、生物相容性好、易于功能化和化学惰性等优越特性。CQD 在体内和体外生物成像、药物传递、基因传递、传感器、太阳能转换、光电化学 (PEC) 电池、光伏太阳能电池、光催化和发光二极管 (LED) 等不同领域都有广泛的应用. CQDs可以从两个方面影响光催化反应；CQDs 可以与半导体一起用作电子汇，可以抑制电子-空穴复合，CQDs 也可以产生电子-空穴对。具有宽光谱吸收和高吸收系数的碳量子点可以增强光催化活性。CQD 还可用作太阳能电池光电阳极中的敏化剂。由于与半导体量子点 (QD) 相比，CQD 成本低且毒性低，因此它们可以被视为太阳能转换应用中的潜在替代品。在这篇综述中，介绍了 CQD 并阐明了它们的光学特性。综述了 CQDs 在光催化、PEC 和太阳能电池方面的最新进展。具有宽光谱吸收和高吸收系数的碳量子点可以增强光催化活性。CQD 还可用作太阳能电池光电阳极中的敏化剂。由于与半导体量子点 (QD) 相比，CQD 成本低且毒性低，因此它们可以被视为太阳能转换应用中的潜在替代品。在这篇综述中，介绍了 CQD 并阐明了它们的光学特性。综述了 CQDs 在光催化、PEC 和太阳能电池方面的最新进展。具有宽光谱吸收和高吸收系数的碳量子点可以增强光催化活性。CQD 还可用作太阳能电池光电阳极中的敏化剂。由于与半导体量子点 (QD) 相比，CQD 成本低且毒性低，因此它们可以被视为太阳能转换应用中的潜在替代品。在这篇综述中，介绍了 CQD 并阐明了它们的光学特性。综述了 CQDs 在光催化、PEC 和太阳能电池方面的最新进展。介绍了 CQD 并阐明了它们的光学特性。综述了 CQDs 在光催化、PEC 和太阳能电池方面的最新进展。介绍了 CQD 并阐明了它们的光学特性。综述了 CQDs 在光催化、PEC 和太阳能电池方面的最新进展。