北京航空航天大学张晓亮EES：效率超过19%的FAPbI₃钙钛矿量子点太阳能电池

甲脒碘化铅钙钛矿量子点（FAPbI₃ PQDs）因其优异的光电性能和溶液可加工性，在新一代光伏应用中展现出巨大潜力。然而，PQDs表面长链绝缘配体的存在以及去除这些配体过程中产生的表面缺陷，严重阻碍了PQD固体薄膜中的载流子传输，从而显著降低了PQD太阳能电池（PQDSCs）的光伏性能。

本研究北京航空航天大学张晓亮等人报道了一种简便的连续表面基质工程（CSME）策略，通过破坏长链配体之间的酸碱动态平衡促进PQDs的配体交换，加速长链配体从PQD表面的解吸，并随后引入具有高结合能的共轭配体修复PQDs的表面空位，从而改善PQD固体薄膜中的电荷载流子传输。最终，FAPbI₃ PQDSCs实现了高达19.14%的功率转换效率，为目前该类型电池的最高效率。

这项工作阐明了PQDs表面化学工程的关键设计原则，并为构建高性能光伏器件或其他光电器件提供了可行途径。

文章亮点：

1. 创新性表面配体工程策略：提出连续表面基质工程（CSME）方法，通过PI₃诱导OA与OAm的酰胺化反应，高效去除PQDs表面绝缘配体，并利用PEAI修复表面空位，显著提升载流子迁移率和薄膜质量。

2. 创纪录器件效率：CSME处理的FAPbI₃ PQDSCs实现19.14%的效率，是目前该类型电池的最高值，同时器件表现出更低的迟滞效应和更高的稳定性。

3. 多功能表面缺陷修复：CSME策略不仅有效填充表面甲脒空位（VFA）和碘空位（VI），还通过共轭配体增强电子耦合，抑制非辐射复合，提升器件的光电性能和环境稳定性。

Consecutive Surface Matrix Engineering of FAPbI3 Perovskite Quantum Dots for Solar Cells with over 19% Efficiency

M. Zhang, S. Huang, X. Mei, G. Wang, B. Ren, J. Qiu, Z. Yuan and X. Zhang, Energy Environ. Sci., 2025, Accepted Manuscript , DOI: 10.1039/D5EE02127H

https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2025/EE/D5EE02127H

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