南開(kāi)大學(xué)ACS Appl. Mater：CsPbI3鈣鈦礦量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池通過(guò)PCBM構(gòu)建異質(zhì)結(jié)提升效率！

CsPbI3鈣鈦礦量子點(diǎn)（PQDs），憑借其**的光電轉(zhuǎn)換性能，已成為第三代太陽(yáng)能電池領(lǐng)域備受矚目的光伏材料之一。然而，CsPbI3 PQD太陽(yáng)能電池的性能提升一直受限于低載流子提取效率，這一制約因素主要?dú)w因于絕緣配體的存在。

為了打破這一技術(shù)障礙，南開(kāi)大學(xué)電子信息與光學(xué)工程學(xué)院副院長(zhǎng) 張建軍教授及其團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)新性地引入了半導(dǎo)體分子——[6,6]-苯基C61丁酸甲酯（PCBM），并將其用作CsPbI3 PQD的表面配體。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)旨在顯著提高光生電荷的提取效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PCBM與CsPbI3 PQD成功形成了II型異質(zhì)結(jié)，這一結(jié)構(gòu)顯著加速了載流子的分離過(guò)程。同時(shí)，PCBM還能通過(guò)調(diào)節(jié)表面偶極矩，進(jìn)一步優(yōu)化CsPbI3 PQD的能級(jí)排列。此外，研究團(tuán)隊(duì)在PCBM/CsPbI3 PQD異質(zhì)結(jié)吸收層中還巧妙地構(gòu)建了能級(jí)梯度對(duì)齊結(jié)構(gòu)。這一發(fā)現(xiàn)不僅極大地促進(jìn)了載流子的提取，還有效降低了PQD太陽(yáng)能電池中的載流子復(fù)合損失，從而進(jìn)一步提升了電池的光電轉(zhuǎn)換效率。

采用這種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的PQD太陽(yáng)能電池達(dá)到了14.23%的光電轉(zhuǎn)換效率，相較于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能電池（光電轉(zhuǎn)換效率為12.69%）有了顯著提升。這一研究成果不僅展示了該方法在高性能PQD太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的巨大潛力，還為其未來(lái)的廣泛應(yīng)用提供了有力支持。

• Rui Han，Linrui Duan，Yuxing Xu，Lingxin Kong，Guiju Liu，Jian Ni，Jianjun Zhang

• https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c16982

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