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主要内容

CsPbI3钙钛矿量子点（PQDs），凭借其卓越的光电转换性能，已成为第三代太阳能电池领域备受瞩目的光伏材料之一。然而，CsPbI3 PQD太阳能电池的性能提升一直受限于低载流子提取效率，这一制约因素主要归因于绝缘配体的存在。

为了打破这一技术障碍，南开大学电子信息与光学工程学院副院长 张建军教授及其团队，创新性地引入了半导体分子——[6,6]-苯基C61丁酸甲酯（PCBM），并将其用作CsPbI3 PQD的表面配体。这一创新设计旨在显著提高光生电荷的提取效率。实验结果表明，PCBM与CsPbI3 PQD成功形成了II型异质结，这一结构显著加速了载流子的分离过程。同时，PCBM还能通过调节表面偶极矩，进一步优化CsPbI3 PQD的能级排列。此外，研究团队在PCBM/CsPbI3 PQD异质结吸收层中还巧妙地构建了能级梯度对齐结构。这一发现不仅极大地促进了载流子的提取，还有效降低了PQD太阳能电池中的载流子复合损失，从而进一步提升了电池的光电转换效率。

最终，采用这种创新结构的PQD太阳能电池达到了14.23%的光电转换效率，相较于传统结构的太阳能电池（光电转换效率为12.69%）有了显著提升。这一研究成果不仅展示了该方法在高性能PQD太阳能电池领域的巨大潜力，还为其未来的广泛应用提供了有力支持。

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文献信息

PCBM Constructing Heterojunction for Efficient CsPbI3 Perovskite Quantum Dot Solar Cells

  • Rui Han，Linrui Duan，Yuxing Xu，Lingxin Kong，Guiju Liu，Jian Ni，Jianjun Zhang
  • https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c16982