获诺贝尔奖的“量子点”有望应用于钙钛矿电池，光电转换效率近30%

集微网消息，2023年诺贝尔化学奖已经揭晓，授予发现并研究量子点的美国科学家Moungi G.Bawendi、Louis E Brus和俄罗斯科学家Alexei l.Ekimov。量子点（PQD）作为纳米尺度的微小颗粒，如今已被广泛应用于LCD、OLED等显示屏，以实现逼真的色彩。

最近伊朗科学家发现，量子点同样可以用于钙钛矿太阳能电池，使得光电转化效率逼近30%。伊朗伊斯兰阿扎德大学（Islamic Azad University）正在进行一系列的钙钛矿太阳能模拟，研究量子点的潜力，调节钙钛矿光吸收剂的特性，最终可以增强太阳能电池的性能。

与染料敏化太阳能电池类似，钙钛矿材料涂覆于电荷传导介孔支架上，作为光吸收剂。伊朗的团队首先以转换效率为14%的三碘合铅酸铯（CsPbI3）量子点钙钛矿进行实验。预想配置为氧化铟锡基板、氧化锡（SnO2）电子传输层、混合PCBM与CsPbI3量子点的光吸收剂，还包括由PTB聚合物、三氧化钼（MoO3）和金制成的前驱薄膜。

研究团队考虑材料比例、沉积过程等一系列不同的工艺，还包括使用石墨烯等纳米颗粒、以及不同夹层材料的堆叠沉积，希望能修改CsPbI3的性能。分析显示，光吸收层材料的能带隙必须在1~1.7 eV之间，电子亲和力落在3.7~4 eV之间。研究者还评估了电子和空穴迁移率对电池性能的影响，发现空穴迁移率对性能具有重大影响。

团队表示，为了制造高效率的量子点太阳能电池，需要具有高电子迁移率的吸收层，团队也发现钙钛矿光吸收层的理想厚度应在100nm至350nm之间。研究指出，优化版本显示出，这种钙钛矿电池潜在的功率转换效率为29.88%。

团队认为，新研究可能有助于其他人员研究CsPbI3材料，打造高效、稳定、大规模和灵活的钙钛矿量子点太阳能电池。

（校对/孙乐）