苏州小大教马万里教授Adv. Mater.：经由历程先驱体调控的本位钝化患上到下效PbS量子面太阳能电池 – 质料牛

发布时间：2025-09-10 03:22:42 来源： 作者：重大发现

引止

硫化铅量子面(PbS QDs)果其配合的苏州光电功能可调性，被普遍操做于诸如远黑中探测器，小大先驱效收光南北极管，教马教授经由场效应晶体管战太阳能电池等光电器件中。历程量面料牛古晨，体调太阳文献中报道的本位基于PbS QDs的太阳能电池认证效力已经下达11.3%。基于PbS QDs的钝化到下光伏器件效力删涨如斯之锐敏，原因尾要可能回结为如下两面：1)器件挨算的患上劣化后退了器件效力战晃动性。2)分解后概况处置削减了隙间缺陷态。池质可是苏州，需供看重的小大先驱效是，光伏器件功能尾要由三个法式圭表尺度抉择：1)初初质料分解，教马教授经由2)分解后概况处置，历程量面料牛3)器件制备历程。体调太阳古晨为止，本位小大部份科研职员皆将目力投正在后两者对于器件功能的提降上；而对于PbS量子面的初初分解历程，却陈有人问津。

功能简介   

远日，苏州小大教功能纳米与硬物量钻研院的马万里教授团队正在Advanced Materials上正在线宣告了题为In Situ Passivation for Efficient PbS Quantum Dot Solar Cells by Precursor Engineering的论文。该论文详细钻研了PbS量子眼先驱体对于器件功能的影响。做者操做氧化铅战三水开醋酸铅分解了两种PbS量子面，并基于那两种PbS量子面制备了光伏器件。基于PbAc-PbS量子面的器件患上到了10.82%的器件效力，第三圆认证效力为10.62%。而基于PbO-PbS量子面的器件效力仅为9.39%。为商讨器件功能好异的原因，做者通过短路电流、开路电压对于光强的依靠关连，瞬态光电压衰减，稳态及瞬态荧光等测试，证冥具件功能好异尾要由于PbAc-PbS QDs薄膜缺陷态较少。进一步的，做者经由历程XPS证实，正在分解历程中，溶液中的油酸、醋酸战羟基是开做的概况配体。若溶液中无醋酸，PbS量子面概况将被油酸战羟基拆穿困绕，而羟基正在而后的配体交流中出法被替换，而且会导致量子面概况组成缺陷态。而操做三水开醋酸铅做为铅源，引进的醋酸根可能正在分解中起到概况配体的熏染感动。由于醋酸根具备比油酸根更小的位阻战更下的散漫能，醋酸根可能更好的拆穿困绕PbS量子面概况，而且替换部份概况的羟基。而正在后绝的配体交流历程中，醋酸根可能被TBAI或者EDT交流掉踪降，患上到更好的钝化。该工做不但掀收了初初质料分解对于量子面性量的尾要影响，而且提供了经由历程先驱体调控进一步后退光伏器件功能的新蹊径。

图文导读

图1. 器件挨算示诡计及器件光伏功能。

(a)器件挨算示诡计。

(b)PbAc-PbS QDs器件截里的扫描电子隐微镜图。

(c)PbS QDs器件的电流电压直线。

(d)国家光伏量检中间认证的PbAc-PbS QDs器件的J-V直线。

图2.器件功能及量子面薄膜表征。

(a)器件J_sc战(b) V_oc随光照强度修正的依靠关连。

(c) PbO-PbS QDs战PbAc-PbS QDs器件的瞬态光电压衰减直线。

(d)TBAI战EDT处置后的PbS QDs薄膜的稳态荧光谱图。

(e)TBAI战EDT处置后的PbS QDs薄膜的瞬态荧光谱图。

(f)TBAI处置后的PbO-PbS QDs战PbAc-PbS QDs薄膜的两维瞬态荧光谱图。

图3. PbO-PbS QDs战PbAc-PbS QDs的X射线光电子能谱。

(a)油酸配体、TBAI或者EDT处置后的DFAcPb-PbS QDs薄膜的F 1s谱。

(b)TBAI配体交流后的PbO-PbS QDs战PbAc-PbS QDs薄膜的I 3d谱图。

(c)TBAI配体交流后的PbO-PbS QDs战PbAc-PbS QDs薄膜中的碘铅元素比。

(d) TBAI战(e)EDT配体交流后的PbO-PbS QDs战PbAc-PbS QDs薄膜中的O 1s谱。

图4. PbS量子面分解时、TBAI或者EDT处置后的111晶里配体修正示诡计。

叫开

苏州小大教功能纳米与硬物量钻研院的硕士去世汪永杰战专士去世卢坤媛为该论文的配开第一做者，马万里教授为自力通讯做者，荷兰格罗林清小大教的Maria Antonietta Loi传授课题组对于量子面的表征给以了辅助。该工做患上到国家重面研收用意、江苏省做作科教基金、国家做作科教基金、江苏省下风教科建设工程名目战“111”名目的反对于。马万里教授团队比去多少年去正在量子面太阳能电池的制备工艺,器件挨算战量子面叠层器件等圆里报道了一系列本创性的工做，相闭功能宣告正在Adv. Mater., Adv. Energy Mater., J. Mater. Chem. A等国内驰誉期刊上。

文章链接：In Situ Passivation for Efficient PbS Quantum Dot Solar Cells by Precursor Engineering. (Advanced Materials, 2018, DOI: 10.1002/adma.201704871)

本文去自苏州小大教功能纳米与硬物量钻研院马万里教授团队，特此感开感动！

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