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配体辅助重构胶体量子点降低陷阱态密度

DOI：10.1021/acs.nanolett.0c00638 期刊：Nano Letters 出版年份：2020 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 提高胶体量子点（CQD）太阳能电池的功率转换效率（PCE）依赖于改善量子点表面钝化、增强量子点耦合与电荷传输以及优化器件结构。研究发现，纳米颗粒表面的羟基以及二聚体（量子点间的融合）是产生陷阱态的主要来源，这些陷阱态会损害光电特性和器件性能。本文我们引入一种量子点重构步骤，可同步减少表面羟基和二聚体。通过时间分辨光谱技术，我们探究了量子点带边态与陷阱态之间载流子的动态相互作用，结果表明：采用简单金属卤化物钝化的耦合量子点固体中，陷阱态向基态的复合主要源自表面缺陷。利用量子点重构技术，我们实现了陷阱密度降低60%、电荷扩散长度提升25%。这使得器件效率达到12.5%，而对照样品仅为10.9%。
作者： Bin Sun，Maral Vafaie，Larissa Levina，Mingyang Wei，Yitong Dong，Yajun Gao，Hao Ting Kung，Margherita Biondi，Andrew H. Proppe，Bin Chen，Min-Jae Choi，Laxmi Kishore Sagar，Oleksandr Voznyy，Shana O. Kelley，Frédéric Laquai，Zheng-Hong Lu，Sjoerd Hoogland，F. Pelayo García de Arquer，Edward H. Sargent
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过CQD重构步骤减少胶体量子点（CQD）太阳能电池表面的羟基和二聚体，从而降低陷阱态密度并提高电荷扩散长度，以提升其功率转换效率（PCE）。

研究成果

CQD重建工艺通过减少表面羟基和二聚体显著提升了PbS量子点的质量，从而降低陷阱态密度并延长电荷扩散长度。这使得量子点太阳能电池的功率转换效率更高，证明了该方法提升光电器件性能的潜力。

研究不足

该研究聚焦于PbS CQDs及采用PbBr2的特定重构过程，未探讨其发现对其他类型CQDs或重构方法的适用性。此外，研究也未涉及重构CQDs在太阳能电池应用中的长期稳定性问题。

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