胶体钙钛矿量子点太阳能电池（QDSC）/铅硫族化合物/铅卤化物钙钛矿和无铅量子点

胶状钙钛 mine perovskite solar cells (QDSC)/lead sulfide family compounds/lead-halogenated perovskite and low Pb-free quantum dots

由于其独特的能带可调性、易于在低温环境下进行墨水处理以及显著吸收可见光和红外光特性外，并且潜在具备多激发态产生机制等优势因素的存在，在众多第三代光伏技术选型中脱颖而出而被选作候选方案。

系统性地考察了铅硫族化合物、铅卤化物钙钛矿以及无铅量子点这三大类别的量子点，并对它们当前降解机理的认识进行了深入研究。从材料科学与器件工程两个维度探讨了提高其稳定性的策略。在此基础上开发了一种评估胶体量子点太阳能电池稳定性能的方法，在促进全球研究者间结果标准化方面发挥了重要作用。

胶体量子点太阳能电池（QDSC）

自发现纳米材料在光电领域展现出巨大应用潜力以来起,研究者便对其产生了浓厚兴趣.当纳米晶体尺寸降至与其对应的玻尔激子半径以下时,因为它们受到量子限制效应的影响,这类材料被命名为量子点.这些悬浮纳米颗粒(QD)拥有若干实用特性:能够调节能带间隙宽度、发射光谱狭窄且可控,并可在水溶液环境中简便制备等.这种材料可以通过单个原子晶格结构(如二氧化硅)或化合物半导体形态实现制备.

在光伏领域中广泛探讨的量子点包括硫属元素铅（PbX）以及其同族元素硒（Se）、碲（Te）等金属卤化物钙钛矿类量子点。此外，在发光二极管和荧光生物标记等领域已有广泛应用。通常采用核壳型量子点设计，在这些应用中使用带有宽带隙半导体壳层的硫属镉化物是一种典型代表。值得注意的是InAs技术已在固态激光器中得到应用，并且硫化铅量子点也被用作二氧化碳催化剂的一种形式。然而，在某些情况下它们可能无法满足需求。值得注意的是尽管尺寸小但QD中的原子百分比却相当高例如对于2纳米大小的QD其表面原子占比约为25%这只是一个例子说明了这一现象。QD表面通常被覆盖了一种称为配体的钝化分子这类配体可能属于有机或无机单齿或多齿以及单原子或多链类别它们的作用是根据具体需求对QD进行功能修饰从而满足不同应用场景的需求如图1所示。不管最终应用是什么QD都必须具备一个共同的关键特征即长期稳定性因为所有上述应用都依赖于稳定的QD并且其寿命应在最佳情况下超过几年这种长期稳定性的经济驱动因素主要体现在商业规模太阳能电池或发光二极管（LED）等方面而对于生物应用而言稳定性显得尤为重要因为降解过程可能导致产生对生物体有害的有毒副产物

对多种用于太阳能电池系统的量子点材料进行了概略绘制。这些材料的光电特性的调控主要依赖于核心尺寸或组成结构以及表面配体钝化的手段。左侧下方面板中的EDT与OA分别代表1,2-乙二硫醇和油酸基团，在太阳能电池应用领域具有重要地位。最后一页展示了几种典型的量子点降解机制。

本研究特别关注胶体量子点太阳能电池（QDSC）的稳定性能。

聚苯胺和氧化锌光活化层全无机钙钛矿

钙钛矿-聚合物杂化太阳能电池

钙钛矿/聚合物(添加剂)复合薄膜

异质结(BHJ)聚合物

全无机钙钛矿—聚合物复合材料

有机金属卤化物钙钛矿复合发光器件

有机金属卤化物钙钛矿半导体/介孔聚乳酸基复合膜器件

半导体锡(iv)氧化物电纺纳米纤维(SnO2 NF)分散液

Sn型有机金属卤化物钙钛矿薄膜

聚合物/钙钛矿太阳能电池

金属卤素钙钛矿发光材料

净化苯的钙钛矿负载贵金属催化剂

共轭聚合物-氧化石墨烯钝化材料

聚(2-甲氧基-5-辛氧基)-对苯乙炔-氧化石墨烯/ MOPPV-GO

侧链含有磺酸/磺酸盐共轭聚合物掺杂钙钛矿材料

有机共轭聚合物F1/4F8BT-PFO共混钙钛矿材料

PDTSTTz聚合物空穴传输材料

PDTSTTz-4聚合物空穴传输材料

P3HT空穴传输材料

全无机卤素钙钛矿纳米材料CsPbBr

交联型空穴传输聚合物/钙钛矿复合材料

发绿光蓝光共轭聚合物/钙钛矿复合材料

共聚物PAFDTBT//钙钛矿复合材料

PPy-TiO2复合薄膜

ITO导电玻璃-聚吡咯膜

牛血清蛋白BSA掺杂钙钛矿复合材料

锐钛矿二氧化钛奈米晶体(HD1-HD5)

N719染料敏化太阳能电池

乙二胺(EDA)/钙钛矿纳米晶体

三嵌段共聚物PEO106-PPO70-PEO106(F127)//钙钛矿纳米晶体

溴化十六烷基三甲铵 (CTAB)

油酸 (OA)/钙钛矿纳米晶体

TEOA/钙钛矿纳米晶体

碘化甲基铵铅(CH3NH3PbI3)敏化剂

2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴 (spiro-MeOTAD) 为电动传输材料 (HTM)

P型掺杂有机聚合物钙钛矿太阳能电池

导电聚合物P3HT/钙钛矿电极材料

p型分子F4TCNQ对P3HT聚合物掺杂钙钛矿材料

P3HT:F4TCNQ空穴传输材料

钙钛矿复合聚合物/富勒烯衍生物材料

大颗粒钙钛矿单晶/聚合物复合厚膜,

大颗粒钙钛矿单晶/聚合物复合厚膜

羟基数喹啉配位体聚合物荧光银纳米团簇苯乙烯（St）、N-（异丙基）丙烯酰胺（NIPAm）、5-[2-甲基数丁氧羰基数丁氧羰基数丁氧羰基数丁氧羰基数丁氧羰基数丁氧羰基数丁氧羰基数丁氧羰基数丁氧羰数-O-Me]-8-OH喹啉（MQ）以及甲烷双键羧酸单酯（MMA）

金属纳米团簇-半导体量子点-钙钛矿量子点(MNCs-QDs-PQDs)

钙钛矿型甲胺铅碘薄膜

铅基复合钙钛矿型材料

铅系复合钙钛矿Pb(Fe1/2Ta1/2)O3铁电陶瓷材料

甲胺溴化铅钙钛矿纳米晶(CH3NH3PbBr3PNCs)

钙钛矿发光二极管

金属溴化物钙钛矿量子点

无机钙钛矿CsPbBr3微米棒

金属卤化物钙钛矿材料

全无机钙钛矿单晶

全无机铅卤化合物CsPbX3(X=Cl, I,Br)

MAPbX3/PVDF复合材料

二维结构的MA2CuCl4钙钛矿材料

苯乙烯(St)/钙钛矿材料

N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)/钙钛矿材料

5-(2-甲基丙烯酰乙氧基甲基)-8-羟基喹啉(MQ)/钙钛矿材料

甲基丙烯酸甲酯(MMA)/钙钛矿材料

温敏性双亲两嵌段共聚物/钙钛矿材料

P(St-co-MQ)-b-PNIPAm(P1,2)/钙钛矿材料

P(NIPAm-co-MQ)-b-PSt(P3,4)/钙钛矿材料

三嵌段共聚物PNIPAm-b-P(MMA-co-MQ)-b-PSt(P5)/钙钛矿材料

wyf 03.04