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综述:通过钙钛矿量子点调节光谱响应特性,以实现上转换/下转换光伏应用:综述
《Nanoscale》:Spectral accessibility tuning through perovskite quantum dots for up-/down-converting photovoltaic applications: a review
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年11月08日 来源:Nanoscale 5.1
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钙钛矿量子点(PQDs)通过光谱工程调控紫外-近红外光吸收,可提升太阳能电池效率。本文系统综述了PQDs的合成方法、结构特性、光电转换机制及稳定性优化策略,重点探讨光子上/下转换技术对拓宽光谱利用范围的应用潜力。
传统的光伏技术存在一些局限性,包括效率低下、性能退化、对太阳光谱的转化能力有限以及制造成本较高。因此,这些技术无法满足全球对可再生能源日益增长的需求,这促使人们大力研究用于光捕获应用的先进材料。卤化物钙钛矿因其优异的特性而成为下一代太阳能电池的潜在候选材料,这些特性包括带隙(Eg)可调谐性、高吸收系数(α)、缺陷容忍度和长的载流子扩散长度(LD)。尽管钙钛矿太阳能电池的功率转换效率已超过25%,但它们仍面临一些挑战,如对紫外-近红外(UV-NIR)光谱的利用不足以及短期环境稳定性差,这些因素阻碍了其实际应用的发展。本文综述了关于多种钙钛矿和钙钛矿量子点(PQDs)作为先进光电子材料的详细研究文献,重点探讨了它们的合成方法、结构和光学特性、光电器件应用以及稳定性提升策略,包括针对NIR和UV太阳辐射的改进措施。特别是,本文重点介绍了PQDs在光子上转换(UC)和下转换(DC)方面的光谱修饰技术,这些技术有望通过利用UV和NIR光子来突破传统光伏技术的效率限制。系统地回顾了体相钙钛矿和量子点钙钛矿在光谱工程方面的最新研究成果和发展动态,并详细讨论了UC和DC的关键机制、材料改进方法以及性能变化。最后,本文总结了当前钙钛矿和PQDs在实现全光谱太阳能捕获及显著提高其功率转换效率(PCE)方面所面临的挑战和未来研究方向。
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