无定形有机层提高了胶体量子点基太阳能电池的效率与稳定性

近年来，基于胶体量子点（CQD）的太阳能电池的能量转换效率（PCE）日益增加，为其在各个领域的商业化铺平了道路；然而，由于其效率与稳定性的不匹配，其商业化还有很长的路要走。

在这项研究中（能源与环境科学杂志上一篇英文题目为“A hydro/oxo-phobic top hole-selective layer for efficient and stable colloidal quantum dot solar cells”的文章），KAIST（即韩国科学技术院）团队通过使用无定形有机层来阻止氧气和水的渗透，制造出了高度稳定和高效的CQD基太阳能电池。

图片来源: 韩国科学技术院，简称KAIST

无定形有机膜的平衡结构示意图。

基于CQD的太阳能电池不仅轻便，而且灵活，它们可通过吸收近红外线来促进光的收集。并且，通过改变量子点的大小可有效地控制它们的光学特性。然而，在效率、稳定性和成本方面，它们仍然与现有的太阳能电池不兼容。因此，需要进行技术革新，使其在使用廉价的电极材料的同时提高能量转换效率和稳定性。

为了满足这一需求，来自能源、环境、水和可持续发展研究生院的Jung-Yong Lee教授和他的团队开发了一项技术，该技术提高了基于CQD的太阳能电池的效率和稳定性。

研究小组发现，无定形的有机薄膜对氧气和水有很强的抵抗力。利用这些特性，他们将这种掺杂的有机层作为PbS CQD太阳能电池的顶孔选择性层(HSL)，并证实了该层的氢/氧特殊性质有效地保护了PbS层。

根据分子动力学模拟，这一层显著地推迟了氧气和水在PbS层的渗透。此外，有效地注入孔层，降低了界面阻力，提高了性能。

图片来源: KAIST

基于CQD的太阳能电池的示意图及其性能图表。

有了这项技术，该团队最终开发出了具有极佳稳定性的CQD基太阳能电池。其设备的PCE为11.7%，在一般环境条件下存储一年后，其初始性能的保持率在90%以上。

Lee教授说：“这项技术也可以应用于QD LED和钙钛矿设备中。我希望这项技术能够加速基于CQD的太阳能电池的商业化。”

文章来自Nanowerk网站 ，原文题目为：Improved efficiency and stability of quantum dot solar cells using an organic thin film，由材料科技在线汇总整理。