碳量子点（CQDs）因具有优异的化学和荧光稳定性,高量子效率,优异的水分散性,低成本和大规模生产,毒性低和可见光吸收等特性成为新一代发光纳米材料而备受关注。当前,CQD已经在太阳能电池,发光二极管,生物成像,荧光探针和光催化中得到了广泛应用,但是仍然存在一些挑战需要解决以便进一步应用。例如,在固态中由于CQD发生团聚,荧光强度和量子产率会出现明显降低,当应用于太阳能电池时,固体中的这种荧光猝灭特性会对其下转换效率产生不利影响。同样地,当CQD在应用于可见光析氢时,CQD中的快速电荷重组对于催化效率也是不利的。因此,我们分别设计了两种不同的掺杂CQD体系,并将其应用于太阳能晶硅电池和光催化水分解。本论文工作的主要内容和结果如下:（1）针对碳量子点在晶硅电池中面临的问题,本论文以柠檬酸为碳源,KH792为钝化剂,采用水热法制备了高荧光硅烷化碳量子点（CQD-SI）,高分辨率透射电子显微镜（HR-TEM）显示CQD-SI的平均粒径为3.5 nm,具有水溶性和分散性。XPS和FTIR光谱表明CQD-SI主要由羧基、羟基、Si-C、Si-O等官能团组成,与EVA复合时荧光量子效率达20.68%。将CQD-SI/EVA复合薄膜用于多晶硅太阳能组件下转换层后,多晶硅太阳能组件的Jsc从35.47 mA/cm²增加到35.98 mA/cm²,PCE从17.44%提高到17.86%,同时该下转换层明显提升了组件在UV区的EQE响应。该CQD-SI应用系统因简单地解决了分散问题并保持了密封聚合物材料的透明度,可加速CQD在晶体硅太阳能电池中的应用。（2）针对碳量子点在光催化水分解中电荷重组的问题,本论文以葡萄糖、硼酸、乙二胺为前驱体,通过两步水热法制备以掺硼量子点为核,掺氮量子点为壳的核壳型碳量子点B₁N₂CQD和以类似的方法制备的硼、氮共掺杂碳量子点BNCQD。通过TEM、XRD、UV-Vis、PL、FTIR和XPS等方法对碳量子点的形貌、光学性质、表面化学结构等进行了一系列表征。B₁N₂CQD显示最宽的可见光响应区域和最强的荧光强度以及最高的光电流强度和最低的电阻值,表明由于形成特定的核壳结构而提高了电荷分离效率。将所制备的CQD用作光解水制氢的光催化剂时B₁N₂CQD显示出最高的产氢效率,其值为0.3μmol/h。B₁N₂CQD因可有效抑制光生电荷重组,从而提高了光催化效率。