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钙钛矿量子点大突破!让太阳能电池更高效、更持久

发布时间:2025-04-09       来源:中新康明


钙钛矿量子点(PQDs),特别是FAPbI₃钙钛矿量子点,因其出色的光电特性在新一代太阳能电池中展现了巨大的应用潜力。钙钛矿材料本身具有较高的光吸收能力和良好的电子传输性能,这使得钙钛矿量子点在光伏领域成为研究的热点。然而,钙钛矿量子点也面临着一些挑战,尤其是在表面晶格空位和晶格畸变问题上。这些缺陷会导致材料的光电物理性能降低,并且影响材料的稳定性,最终制约了太阳能电池的效率和寿命。

在FAPbI₃钙钛矿量子点的制备与定制方面,中新康明公司拥有强大的研发和生产能力。我们能够为不同应用需求提供高质量的钙钛矿量子点材料,并能够根据客户要求定制各种规格的产品。凭借多年的技术积累和先进的生产设施,中新康明具备了大规模生产钙钛矿量子点的能力,并可以确保稳定的产品供应。

表面晶格锚定(SLA)策略的提出

为了克服这些问题,北航张晓亮团队与合作者提出了一种创新的表面晶格锚定(Surface Lattice Anchoring, SLA)策略,通过使用四氟硼酸甲脒(FABF₄)分子来稳定钙钛矿量子点的表面晶格。FABF₄分子具有强烈的分子间相互作用力,能够有效地占据钙钛矿量子点表面的晶格空位,减少表面缺陷,并通过取代传统的油胺和油酸配体,改善量子点表面的结构。

FABF₄的作用与效果

FABF₄分子不仅能够稳定表面晶格,还能有效地减少陷阱辅助的非辐射复合现象,这一现象通常会导致能量损失。具体来说,FABF₄的BF₄⁻阴离子能够与钙钛矿量子点表面的Pb²⁺离子形成离子键,修复由Pb²⁺悬空键引起的浅能级缺陷,从而减少电子与空穴的非辐射复合。此外,FABF₄还能够修复由碘空位引起的晶格畸变,进一步增强材料的稳定性。

太阳能电池的性能提升

通过采用表面晶格锚定(SLA)策略,研究团队成功提升了FAPbI₃钙钛矿量子点太阳能电池的效率。经过优化的钙钛矿量子点材料所制备的太阳能电池达到了17.06%的光电转换效率,这是迄今为止FAPbI₃钙钛矿量子点太阳能电池的最高效率水平。中新康明能够提供稳定的FAPbI₃钙钛矿量子点产品,满足大规模太阳能电池生产的需求,并为各类光电应用开发提供技术支持。

研究的应用前景

这项研究的成果具有广泛的应用前景。首先,表面晶格锚定策略为钙钛矿量子点材料的稳定性和光电性能提供了有效的解决方案,对于提高太阳能电池的效率和长期稳定性具有重要意义。其次,该策略不仅限于太阳能电池,也可以扩展到其他光电器件的设计中,如光电探测器和发光二极管等。此外,FABF₄分子在改善钙钛矿量子点的表面状态方面的效果也为开发新型高性能光电材料提供了新的思路。作为行业领先的企业,中新康明将继续推动这些技术的产业化,并与合作伙伴一起,推动钙钛矿量子点在更广泛领域中的应用。

 

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