丁超&赵德威Adv. Sci.突破空穴提取势垒：简易PEDOT:PSS中间层实现PbS量子点太阳能电池电压损失新纪录

胶体量子点太阳能电池的发展目前受限于显著的开路电压损失和复杂的制备工艺。

本研究四川大学丁超和赵德威等人提出了一种简化的器件结构，通过将直接合成的胶体量子点墨水与甲醇/草酸改性PEDOT:PSS中间层协同结合实现。该策略同时解决了水相PEDOT:PSS在疏水PbS-EDT层上润湿性差的问题，并启动了关键的化学优化。通过选择性去除绝缘性PSS，处理后的中间层形成了致密且电子均匀的纤维状网络。重要的是，优化后的中间层功函数从-5.30 eV 移至 -5.15 eV，使空穴提取至银电极的势垒从0.51 eV 降至 0.36 eV。这种有利的能级对齐将载流子寿命从0.54 ms延长至2.37 ms，并加速电荷提取。

因此，开路电压从649 mV提升至742 mV，效率达到13.97%。本研究提供了一个稳健、工艺兼容的界面策略，为实现稳定、高电压胶体量子点太阳能电池开辟道路。

文章亮点：

1. 一石二鸟的界面改性：采用甲醇/草酸协同处理，同步解决PEDOT:PSS在疏水PbS-EDT表面的润湿性问题，并实现化学结构优化，有效去除绝缘性PSS，形成致密导电网络。

2. 能级精准调控降低提取势垒：改性后PEDOT:PSS功函数从-5.30 eV提升至-5.15 eV，使空穴提取至银电极的势垒降低约0.15 eV，显著提升电荷提取效率与器件电压。

3. 实现记录性低电压损失与高稳定性：开路电压达742 mV，电压损失仅340 mV，处于同类器件领先水平；器件在连续光照和干燥空气中均表现出优异的操作与存储稳定性。

S. Kang, Z. Meng, Y. Wang, et al. “ Overcoming Hole-Extraction Barriers: A Facile PEDOT:PSS Interlayer Unlocks Record-Low Voltage Deficit in PbS Quantum Dot Solar Cells.” Advanced Science (2026): e24275.

https://doi.org/10.1002/advs.202524275

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