北京
近年来，空穴传输型自组装单分子层（SAMs）极大推动了溶液法p–i–n型太阳能电池的效率升级。相比之下，电子传输型SAMs的研究仍十分有限，而高效电子抽取是保障器件高性能运行的关键，该研究短板严重制约了量子点光伏器件的性能突破。针对这一技术瓶颈，苏州大学功能纳米与软物质研究院马万里、刘泽柯、JunweiShi、KunyuanLu等人，面向硫化铅（PbS）量子点（QD）太阳能电池，开发了一种基于自限制超薄分子层的电子抽取调控界面工程策略。
研究设计的噻吩基极性杂芳族分子含有巯基锚定基团，可与量子点表面Pb²⁺发生强Pb–S配位作用，有效钝化界面缺陷、抑制非辐射复合；同时分子富电子芳香结构可与上层C₆₀产生显著π–π相互作用，大幅强化界面电子抽取能力。得益于分子优异的热挥发特性，退火过程中多余残留分子可自发脱除，最终在界面构筑均匀、致密且超薄的修饰改性层。
多重界面协同优化效应显著提升了器件光伏性能，所制备的p–i–n型PbS量子点太阳能电池最优光电转换效率达14.47%，创下目前同类器件的最高报道水平。该研究充分证实，电子抽取调控型自限制超薄分子层与传统空穴传输型SAMs同等关键，是突破量子点电池性能瓶颈的核心手段。
该成果不仅为超薄自限制分子层的规模化界面改性应用提供了可靠技术路径，完善了光伏界面精准设计的研究范式，同时所开发的高效PbS量子点子电池具备优异的近红外宽光谱吸收特性，在下一代单片叠层太阳能电池体系中拥有巨大的集成应用潜力。
文献信息
Self-LimitingUltrathinHeterocycle-BridgedInterfaceEnablingEfficientp–i–nPbSQuantumDotSolarCells
LeliangSong,YuYin,KunyuanLu,FengDing,XinWen,ZuyingSun,YitongWu,XiaoboDing,LinYuan,CanGao,JunchengZhu,JunweiShi,MariaAntoniettaLoi,ZekeLiu,WanliMa
https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.74170
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