综述：量子点太阳能电池的合成创新与前沿应用研究进展

这篇综述系统探讨了量子点太阳能电池（QDSCs）在光伏技术中的革命性潜力，重点分析了串联量子点电池（TQDSCs）和有机-量子点杂化（HQD）电池的创新设计，通过量子点（QDs）的尺寸可调带隙特性实现广谱光吸收，同时指出毒性材料、长期稳定性等商业化瓶颈，呼吁跨学科合作推动低成本制造与非毒性材料研发。

　　

量子点太阳能电池：范式转变
量子点太阳能电池（QDSCs）通过量子点（QDs）的纳米级半导体特性突破了传统硅基电池的光吸收限制。量子点直径2-10 nm的尺寸效应引发量子限域现象，使其能带隙可精确调控——大尺寸量子点（≥5 nm）发射红光（长波长），小尺寸（≤3 nm）发射蓝绿光（短波长），这种特性使QDSCs能定制化匹配太阳光谱。

带隙工程与可调性
• 可调吸收：通过改变量子点尺寸和成分（如CdSe或PbS），QDSCs能覆盖紫外到红外光谱，图1展示的体半导体能带结构对比凸显其优势。
• 热化损失降低：量子点多激子生成效应（MEG）可将单个高能光子转化为多个电子-空穴对，显著提升理论效率极限至44%，远超硅基电池的33%。

前沿进展与挑战
近年突破集中在量子点合成（胶体化学法）、表面钝化（配体交换）和器件结构（叠层TQDSCs）。但铅基量子点的毒性问题亟待解决，研究人员正探索锑化银（AgSbS₂）等环保材料。柔性HQD电池结合有机半导体P3HT的成果显示，卷对卷印刷技术可降低制造成本。

结论
QDSCs凭借效率突破和柔性应用场景（如可穿戴设备），有望重塑光伏产业格局。未来需聚焦非毒性量子点材料开发与加速老化测试，其技术路线或将与钙钛矿电池形成互补，共同推动可再生能源革命。