袁建宇等人Nat. Commun.: 雜化界面工程！最高效率的柔性鈣鈦礦量子點太陽能電池

高效穩(wěn)定的柔性光伏器件進一步拓展新型太陽能電池應(yīng)用的關(guān)鍵。膠體半導(dǎo)體量子點的尺寸出奇地小(通常為3-20納米)，且光學(xué)性能相當(dāng)獨特，可以通過尺寸工程對量子點的帶隙以及能級進行靈活調(diào)控。同時這種具有納米尺度晶界的量子點薄膜理論上相較于體相薄膜或單晶薄膜具有更優(yōu)異的彎折機械性能。但是由于量子點的大比表面面積，導(dǎo)致器件界面結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，組裝量子點的柔性光伏器件一直具有巨大的挑戰(zhàn)性。

 

蘇州大學(xué)袁建宇和新南威爾士大學(xué)Tom Wu等人合作解決了制備柔性量子點光伏器件的關(guān)鍵挑戰(zhàn)，利用有機-無機體相異質(zhì)結(jié)雜化的思路，同時解決量子點表面和器件界面的雙重難題。
并報道了基于全無機CsPbI₃量子點的高效穩(wěn)定柔性光伏器件，取得柔性量子點光伏器件的最高光電轉(zhuǎn)換效率（12.3%效率），同時首次從實驗上驗證了具有納米尺度晶界的量子點薄膜相比于化學(xué)組分相同的體相薄膜具有更優(yōu)異的機械性能。

無機CsPbI₃量子點-有機PCBM半導(dǎo)體雜化薄膜：可以低溫溶液法加工, 兼容柔性器件制備，材料種類、共混比例靈活可調(diào) (有機半導(dǎo)體材料高度剪裁和量子點高溶液兼容性)



CsPbI₃量子點-PCBM體相異質(zhì)結(jié)界面：增強量子點電學(xué)耦合，提升界面載流子提取，器件短路電流密度得到提升，最高實現(xiàn)15.1%的光電轉(zhuǎn)換效率。


 

有機-無機雜化界面工程助力柔性量子點光伏器件的效率和良品率；量子薄膜 vs. 體相薄膜：彎折老化機械性能測試，展現(xiàn)出更優(yōu)異的機械性能。

 Long, H., Yuan, J.,* Wu. T. et al. Flexibleand efficient perovskite quantum dot solar cells via hybrid interfacialarchitecture. Nat. Commun. 2021.https://doi.org/10.1038/s41467-020-20749-1https://www.nature.com/articles/s41467-020-20749-1