日益增加的人为碳排放已经超过了自然碳汇的吸收能力，导致了全球碳平衡失调，进一步加剧了气候变化[1,2]。要重新平衡碳循环，就需要在源头减少排放，同时在碳汇端增加碳去除量[3,4]。尽管人们在提高能源效率[5]、推动电气化[[6], [7], [8], [9]]、逐步淘汰化石燃料[10]以及引入可再生能源[[11], [12], [13]]等方面付出了巨大努力，但仍然需要采取更多措施，尤其是针对已经排放到大气中的碳以及那些难以减排领域的碳排放[14]。碳捕集技术利用对二氧化碳有亲和力的材料，从大气和难以减排的领域中分离出二氧化碳，有望直接增强碳汇功能[[15], [16], [17], [18], [19], [20]]。然而，这类技术的效果却受到运行过程中所需能量的限制，比如捕集材料的再生过程就需要大量的能量[[21], [22], [23]]。而这些能量往往来自高碳排放的能源，这就导致了额外的碳排放（见图1a）[24,25]。为了解决这一矛盾，就需要开发能够最小化甚至消除碳成本 的碳捕集技术，从而提升净碳捕集效率，使其能够得到更广泛的应用。
一种新兴的解决方案就是太阳能驱动的碳捕集技术，它将太阳能与碳捕集过程相结合，以此替代高碳排放的能源来源（见图1b）。几十年来，太阳能技术和碳捕集技术作为实现可持续发展和去碳化的两种独立技术，各自独立发展[26,27]。但在2010年代，随着研究人员开始认识到利用太阳能驱动碳捕集过程的巨大潜力[[28], [29], [30], [31], [32], [33]]，这两种技术开始走向融合。这种融合进程极为迅速，催生了多种创新的碳捕集技术，它们通过避免使用高碳排放的能源，提升了净碳减排效果，为将碳捕集转变为更高效、更可持续的技术带来了新的可能[34]。
近年来，人们一直在努力提升碳捕集技术的性能，扩大其应用范围，包括不同的碳捕集场景、能源形式以及功能特性[[35], [36], [37]]。例如，碳捕集技术的应用范围已经从集中的点源[38]扩展到了大气[21]、建筑环境[[39], [40], [41], [42]]、移动源[43]以及海水[44,45]等分散式来源。碳捕集所使用的能源形式也变得更加多样化，从单纯的太阳能热能[46,47]发展到包括太阳光能[[48], [49], [50]]、太阳能电能[51,52]以及它们的混合形式[53,54]。此外，碳捕集的功能也不仅仅局限于二氧化碳的捕获，还包括二氧化碳的捕获与利用[55,56]、二氧化碳与能源的联合生产[[57], [58], [59]]、二氧化碳与水的联合生产以及空气处理[41,60,61]等功能。
鉴于碳捕集技术的快速发展，有必要及时进行综述，总结太阳能供应[[62], [63], [64]]与碳捕集能量需求[65,66]之间的协同关系，以及不同碳捕集技术在不同层面的进展和性能对比。虽然目前的综述文章已经对某些方面进行了探讨，但它们往往只关注某一类型的太阳能（如太阳能热能[[67], [68], [69]]）或某一种具体的碳捕集方法（如电化学捕集[[70], [71], [72]]），无法全面展现各类新兴碳捕集技术的特点。本文旨在超越对太阳能和碳捕集技术单独研究的局限[39,73,74]，从能源质量匹配的角度，为理解基于太阳光能、热能、电能以及混合方式的碳捕集技术提供一个全面的框架。在此基础上，我们系统地总结了各类碳捕集技术的最新进展，包括它们的协同原理，以及从材料、装置到系统层面的多层次优化策略。同时，我们还对这些新兴碳捕集技术进行了定性和定量分析，以明确它们的优势与不足。最后，我们指出了目前仍存在的挑战以及未来的发展方向，旨在为碳捕集技术的发展指明更高效、更可持续的道路（见图1c）。
