長(zhǎng)期以來(lái)，硫化鉛膠體量子點(diǎn)（PbS-CQD）太陽(yáng)能電池的性能一直受限于傳輸層界面缺陷。傳統(tǒng)上，1,2-乙二硫醇（EDT）作為空穴傳輸層（HTL）材料，在PbS-CQD太陽(yáng)能電池的固態(tài)配體交換過(guò)程中扮演著重要角色。然而，由于配體交換過(guò)程中反應(yīng)速率過(guò)快以及EDT與長(zhǎng)鏈油酸之間的鏈長(zhǎng)不匹配問(wèn)題，HTL薄膜中常常產(chǎn)生裂紋缺陷，進(jìn)而影響了電池的整體性能。

為解決這一問(wèn)題，南京郵電大學(xué)的孫斌教授和張磊教授帶領(lǐng)其研究團(tuán)隊(duì)，創(chuàng)新性地引入了乙酸乙酯（EA）作為溶劑調(diào)控策略的一部分，將其與乙腈（ACN）混合使用，以減緩配體交換速率。通過(guò)EA的輔助，研究團(tuán)隊(duì)成功制備了裂紋更少、質(zhì)量更高的HTL薄膜，陷阱密度顯著降低，從2.26 × 10^-3降低到1.85 × 10^-3 cm^-3。這一改進(jìn)不僅顯著提高了開(kāi)路電壓（VOC）達(dá)27.5毫伏，還將光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）從11.01%提升至12.16%。

此外，與純ACN體系相比，采用EA/ACN體系制備的器件表現(xiàn)出更低的界面電荷轉(zhuǎn)移電阻（從1638 Ω降低至更低值，具體數(shù)值可根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填寫(xiě)），這進(jìn)一步證實(shí)了界面電荷轉(zhuǎn)移效率的提高，從而促進(jìn)了PCE的提升。這些性能的提升可以歸因于配體交換速率的減慢和薄膜中裂紋數(shù)量的減少。

綜上所述，通過(guò)將EA引入ACN溶劑中，研究團(tuán)隊(duì)成功優(yōu)化了配體交換過(guò)程，促進(jìn)了固體量子點(diǎn)在致密界面上的均勻分布，從而獲得了裂紋更少、質(zhì)量更高的HTL薄膜。因此，EA輔助的器件在性能上表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)，包括更低的缺陷密度、更高的開(kāi)路電壓和更高的功率轉(zhuǎn)換效率。這一方法為構(gòu)建高性能PbS膠體量子點(diǎn)太陽(yáng)能電池提供了一種有效且通用的策略，具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和實(shí)際應(yīng)用前景。

Solvent Engineering in Ligand Exchange of the Hole Transport Layer Enables High-Performance PbS Quantum Dot Solar Cells

• Xiao Liu，

• Zeyao Han，

• Defei Yuan，

• Yong Chen，

• Ziqi Lu，

• Li Zhang，

• Yang Liu，

• Lilei Hu，

• Bin Sun

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