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袁建宇等人Nat. Commun.: 杂化界面工程！最高效率的柔性钙钛矿量子点太阳能电池

高效稳定的柔性光伏器件进一步拓展新型太阳能电池应用的关键。胶体半导体量子点的尺寸出奇地小(通常为3-20纳米)，且光学性能相当独特，可以通过尺寸工程对量子点的带隙以及能级进行灵活调控。同时这种具有纳米尺度晶界的量子点薄膜理论上相较于体相薄膜或单晶薄膜具有更优异的弯折机械性能。但是由于量子点的大比表面面积，导致器件界面结构异常复杂，组装量子点的柔性光伏器件一直具有巨大的挑战性。

 

苏州大学袁建宇和新南威尔士大学Tom Wu等人合作解决了制备柔性量子点光伏器件的关键挑战，利用有机-无机体相异质结杂化的思路，同时解决量子点表面和器件界面的双重难题。
并报道了基于全无机CsPbI₃量子点的高效稳定柔性光伏器件，取得柔性量子点光伏器件的最高光电转换效率（12.3%效率），同时首次从实验上验证了具有纳米尺度晶界的量子点薄膜相比于化学组分相同的体相薄膜具有更优异的机械性能。

无机CsPbI₃量子点-有机PCBM半导体杂化薄膜：可以低温溶液法加工, 兼容柔性器件制备，材料种类、共混比例灵活可调 (有机半导体材料高度剪裁和量子点高溶液兼容性)



CsPbI₃量子点-PCBM体相异质结界面：增强量子点电学耦合，提升界面载流子提取，器件短路电流密度得到提升，最高实现15.1%的光电转换效率。


 

有机-无机杂化界面工程助力柔性量子点光伏器件的效率和良品率；量子薄膜 vs. 体相薄膜：弯折老化机械性能测试，展现出更优异的机械性能。

 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