研究背景
FAPbI₃ 钙钛矿量子点在新一代太阳能电池中表现出出色的光电特性。然而，钙钛矿量子点的表面晶格空位和晶格畸变会导致材料的光电物理性能降低和结构稳定性差，引起钙钛矿量子点太阳能电池的能量损失，影响器件的光伏性能和运行稳定性（Joule 2022, 6, 1632；Energy Environ. Sci. 2022, 15, 4201；Adv. Mater. 2022, 34, 2204259；Adv. Mater. 2024, 36, 2306854；Adv. Mater. 2024, 36, 2404495；Energy Environ. Sci. 2024, 17, 2145）。
文章简介
使用多功能分子四氟硼酸甲脒 (FABF) 稳定钙钛矿量子点的表面晶格，用于高效太阳能电池。结果表明，FABF₄ 分子可以有效地占据表面晶格空位，并部分取代钙钛矿量子点表面的油胺和油酸配体，利于钙钛矿量子点固体中的载流子传输，并降低陷阱辅助非辐射复合引起的能量损失。同时，BF₄⁻ 阴离子还可以稳定钙钛矿量子点的表面晶格，显著改善钙钛矿量子点的表面晶格畸变，从而提高钙钛矿量子点的结构稳定性。使用表面晶格锚定钙钛矿量子点构建的量子点太阳能电池表现出高达 17.06% 的高效率，这是 FAPbI₃ 钙钛矿量子点太阳能电池的最高效率。
图 1. PQD 的表面晶格锚定（SLA）策略示意图
图 2. PQD 的光物理特性和表面化学
图 3. PQD 的晶体学特性
总结展望
该工作报道了一种可行的表面晶格锚定 (SLA) 策略，使用多功能分子四氟硼酸甲脒 (FABF4) 来稳定 PQD 的表面晶格，有效提升量子点太阳能电池的光伏性能和稳定性。这项工作为高性能 PQD 的表面晶格调制提供了重要的见解。
论文信息
Suppressed Surface Lattice Vacancies and Distortion Through Lattice Anchoring for Efficient FAPbI3 Perovskite Quantum Dot Solar Cells
Mingxu Zhang, Xinyi Mei, Guoliang Wang, Junming Qiu, Zhimei Sun,* and Xiaoliang Zhang*（孙志梅，张晓亮，北京航空航天大学）
Energy Environ. Sci.,2024
https://doi.org/10.1039/D4EE04112G
作者简介
本文第一作者，北京航空航天大学材料科学与工程学院 2022 级博士研究生，导师为张晓亮教授，主要研究方向为量子点光电材料及其太阳能电池应用。
期刊介绍
rsc.li/ees
Energy Environ. Sci.
| 2-年影响因子* | 32.4分 |
| 5-年影响因子* | 34.5分 |
| JCR 分区* | Q1 化学-多学科 Q1 能源&燃料 Q1 工程-化工 Q1 环境科学 |
| CiteScore 分† | 50.5分 |
| 中位一审周期‡ | 36 天 |
Energy & Environmental Science 致力于发表非常重要、非常高质量的权威性研究工作，以应对能源供应和环境保护方面的全球性重大挑战。鉴于能源转换和存储、替代燃料技术和环境科学相关问题与挑战的复杂性，本刊的发文范围广泛，但都必须与能源环境问题有所关联，并且应能引起广大读者的广泛关注。所发表论文的主题既包括具有重大影响的基础研究，也涵盖了横跨（生物）化学、（生物／地球）物理科学和化学工程学的跨学科研究和分析工作。
Jenny Nelson
🇬🇧 伦敦帝国理工学院
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* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)
†CiteScore 2023 by Elsevier
‡中位数，仅统计进入同行评审阶段的稿件
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