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金屬鹵化物鈣鈦礦量子點(diǎn)(PQDs),特別是甲脒三碘化鉛(FAPbI?)量子點(diǎn),因其理想的光學(xué)性能和穩(wěn)定的相結(jié)構(gòu),在高效率太陽(yáng)能電池中備受關(guān)注。然而,實(shí)現(xiàn)FAPbI?量子點(diǎn)理想的膠體分散性和電荷傳輸仍具挑戰(zhàn)。
本文蘇州大學(xué)袁建宇等人報(bào)道了一種高效的原位熵配體工程策略,使用雙(2-乙基己基)磷酸酯(DEHP)來(lái)提升有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化FAPbI?量子點(diǎn)的分散性和電荷傳輸性能。DEHP的支鏈2-乙基己基尾部增加了構(gòu)型熵,改善了溶劑相互作用和膠體穩(wěn)定性。此外,其磷酸頭錨定基團(tuán)表現(xiàn)出更強(qiáng)的結(jié)合強(qiáng)度,增強(qiáng)了表面鈍化并減少了量子點(diǎn)核間相互作用。
通過(guò)優(yōu)化熵配體的添加,DEHP封端的量子點(diǎn)表現(xiàn)出高膠體穩(wěn)定性和良好的光學(xué)性能,使量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)了18.68%的功率轉(zhuǎn)換效率(認(rèn)證值18.23%),并提升了穩(wěn)定性。我們相信這些發(fā)現(xiàn)為金屬鹵化物量子點(diǎn)的設(shè)計(jì)與合成提供了重要見(jiàn)解,有助于構(gòu)建適用于光電器件的高質(zhì)量薄膜。
研究亮點(diǎn):
效率突破:認(rèn)證效率達(dá)18.23%通過(guò)DEHP熵配體工程,量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池實(shí)現(xiàn)18.68%的最高效率(認(rèn)證18.23%),是目前報(bào)道的最高效率之一,彰顯該策略在提升器件性能方面的強(qiáng)大潛力。
熵配體設(shè)計(jì)兼具分散性與傳輸性DEHP的支鏈結(jié)構(gòu)顯著增加構(gòu)型熵,提升量子點(diǎn)在溶液中的分散性與膠體穩(wěn)定性;其強(qiáng)錨定磷酸頭基團(tuán)有效鈍化表面缺陷,增強(qiáng)電荷傳輸,克服傳統(tǒng)線性配體在“分散性-傳輸性”之間的權(quán)衡難題。
Huang, H., Zhao, C., Zhang, X. et al. In-situ entropic ligand engineering enables high-efficiency quantum dot solar cells. Nat Commun (2025).
https://doi.org/10.1038/s41467-025-67340-0
關(guān)鍵詞: 太陽(yáng)能電池
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