太阳能领域的一项研究突破推动了世界上效率最高的量子点(QD)太阳能电池的开发，标志着下一代太阳能电池商业化的重大飞跃。这种尖端的量子点解决方案和设备表现出卓越的性能，即使在长期存储后也能保持其效率。

　　由UNIST能源与化学工程学院教授Sung-Yeon Jang领导的一个研究小组公布了一种新的配体交换技术。这种创新的方法能够合成有机阳离子钙钛矿量子点(PQDs)，确保卓越的稳定性，同时抑制太阳能电池光活性层的内部缺陷。

　　这项由Javid Aqoma Khoiruddin博士和Sang-Hak Lee共同撰写的研究结果发表在《自然能源》杂志的网上。

　　“我们开发的技术在量子点太阳能电池中取得了令人印象深刻的18.1%的效率，”张教授说。“这一非凡的成就代表了美国国家可再生能源实验室(NREL)认可的量子点太阳能电池的最高效率。”

　　人们对相关领域的兴趣日益浓厚，因为去年有三位科学家发现并开发了量子点，作为先进的纳米技术产品，获得了诺贝尔化学奖。

　　量子点是半导体纳米晶体，典型尺寸范围从几纳米到几十纳米，能够根据其颗粒大小控制光电特性。特别是PQDs，由于其出色的光电特性，已经引起了研究人员的极大关注。

　　此外，它们的制造过程包括简单的喷涂或应用于溶剂，消除了在基材上生长过程的需要。这种简化的方法允许在各种制造环境中进行高质量的生产。

　　然而，量子点作为太阳能电池的实际应用需要一种技术，通过配体交换来减少量子点之间的距离，这是一个将大分子(如配体受体)结合到量子点表面的过程。

　　有机PQDs面临着显著的挑战，包括在取代过程中其晶体和表面的缺陷。因此，无机pqd的有限效率高达16%，已主要用作太阳能电池的材料。

　　在这项研究中，研究小组采用了基于烷基碘化铵的配体交换策略，有效地取代了有机pqd的配体，具有良好的太阳能利用率。这一突破使得具有高替代效率和控制缺陷的太阳能电池量子点光活性层的创建成为可能。

　　因此，利用现有的配体取代技术，有机pqd的效率以前限制在13%，现在已经显著提高到18.1%。此外，这些太阳能电池表现出非凡的稳定性，即使在长期储存超过两年之后也能保持其性能。新开发的有机PQD太阳能电池同时具有高效率和稳定性。

　　该研究的第一作者Sang-Hak Lee表示:“以前对QD太阳能电池的研究主要使用无机pqd。“通过这项研究，我们通过解决与有机pqd相关的挑战，证明了其潜力，这些挑战已被证明难以利用。”

　　张教授表示:“此次研究为有机pqd的配体交换方法开辟了新的方向，将成为未来QD太阳能电池材料研究领域的革命性催化剂。”

　　更多信息:Havid Aqoma等人，基于碘化烷基铵的高效有机阳离子钙钛矿量子点太阳能电池配体交换策略，Nature Energy(2024)。DOI: 10.1038/s41560-024-01450-9期刊信息:自然能源由蔚山国家科学技术研究所提供引文:研究团队开发了世界上最高效的量子点太阳能电池(2024年，1月30日)检索自2024年1月30日https://techxplore.com/news/2024-01-team-world-efficient-quantum-dot.html本文档受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。