量子点(QD)是一种半导体纳米晶体，典型尺寸为几纳米到几十纳米，能够根据其粒径控制光电特性，其中钙钛矿量子点(PQD)，由于其出色的光电特性和简单高效的制造过程引起了研究人员的极大兴趣。然而，无机PQD的效率有限，最高只能达到16%，因此有机PQD成为了业界研究的重点方向。
近日，韩国蔚山科学技术院(UNIST)的研究团队开发了一种新型配体交换技术，能够合成基于有机阳离子的PQD，在具有卓越稳定性的同时，还可以抑制太阳能电池光敏层的内部缺陷，相关成果发表在《自然能源》杂志上。
量子点想要实际应用在太阳能电池上，需要使用一种名为配体交换的技术，该技术将大分子(例如配体受体)结合到量子点表面，从而减少量子点之间的距离，但有机PQD在替代过程中往往会在晶体和表面出现缺陷。
为此，该研究团队采用了一种基于烷基碘化铵的配体交换策略，用具有良好太阳能利用率的有机PQD替代配体，制造出来具有高替代效率和缺陷可控的光敏量子点层，使用这种方法开发的QD太阳能电池效率高达18.1%，根据美国国家可再生能源实验室(NREL)的认定这是迄今已知效率最高的QD太阳能电池。
QD太阳能电池的效率证书
此外，这些太阳能电池还表现出卓越的稳定性，即使在两年以上的长期存储后仍能保持其性能。对于有机PQD太阳能电池来说这是一个重大挑战，因为它们很容易受到空气和水的影响而降解。
据悉，这项研究的出现，为有机PQD中的配体交换方法提供了一个新方向，也为太阳能电池的商业化和可持续发展开辟了新的可能性。
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