用户速递丨华北电力大学李美成团队EES封面文章：耦合增强与畸变抑制协同实现17.7%高效CsPbI₃量子点太阳电池

近日，华北电力大学李美成&北京低碳清洁能源研究院Ying Zhao团队提出一种原位、非侵入式的表面配体更新策略，通过同时调控酯类分子的酰基和烷氧基片段，实现量子点间电子耦合增强与晶格畸变抑制的协同调控，器件*终实现17.66%的光电转换效率，认证效率达到17.07%，为无机量子点光伏器件中的*高效率。相关成果发表于Energy Environment Science期刊，并被评选为EES期刊封面文章。

原文导读

无机CsPbI₃钙钛矿量子点在下一代光伏技术中具有巨大的应用潜力。然而，在量子点合成后的电荷传输优化过程中存在相互制约的问题：较温和的反应条件难以充分去除量子点表面原有的绝缘性配体，而反应活性过高又容易造成组分流失和晶格畸变。
 

为了解决这一难题，研究团队通过引入相较传统单酰基具有双倍摩尔当量和更强配位能力的乙酰乙酰基，在碱性环境下，可以显著促进量子点表面原有长链油酸根配体被水解产生的短链乙酸根物种取代。其配体取代程度提高至传统体系的1.52倍，同时不会明显扰动量子点表面组分。这种长链油酸根向短链乙酸根的高效替换能够缩短量子点之间的距离，从而显著增强量子点间的电子耦合。另一方面，引入苯氧基能够引导水解反应生成酚类物种。与传统水解产生的醇类副产物相比，酚类物种具有更低的极性和更弱的表面吸附能力，因此能够有效抑制CsPbI₃框架的正交晶格畸变，并促进量子点形成更加均匀的face-up择优取向。*终，采用乙酰乙酸苯酯（phenyl acetoacetate）作为配体交换促进剂制备的CsPbI₃量子点太阳电池表现出显著降低的陷阱辅助复合以及更加高效的电荷提取。器件*终实现17.66%的光电转换效率，认证效率达到17.07%，为无机量子点光伏器件中的*高效率。

文章链接

https://doi.org/10.1039/d6ee02756c

Ying Zhao, Meicheng Li; Synergistic coupling enhancement and distortion suppression enable 17.7%-efficient CsPbI3 quantum dot solar cells. Energy Environ. Sci. 2026; https://doi.org/10.1039/D6EE02756C

        文中基于CsPbI₃量子点太阳电池（PQD）的PL Mapping和FLIM图像（Figs. 4a-b）由北京卓立汉光仪器有限公司的OmniFluo-FLIM荧光寿命成像显微镜获取得到。从图中可看到，EAA/KOH样品相比，PhAA/KOH处理过的样品表现出更均匀的荧光发射分布，这很大程度上与纳米晶体聚集程度降低有关。而EAA/KOH处理过的样品出现的聚集现象很可能是由于乙醇副产物在量子点表面产生的极化效应所引起的。

OmniFluo-FLIM通过对样品进行微观尺度下的荧光强度成像和荧光寿命成像，可以对PQD均匀性进行表征，从而为工艺优化提供相应数据支撑。

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