应变诱导本征约束实现FAPbI3量子点太阳能电池载流子"慢热化-快传输"协同增效

【字体: 时间:2025年08月15日 来源:Advanced Materials 26.8

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  为解决钙钛矿量子点(FAPbI3 QDs)因软晶格导致的载流子无序分布问题,研究人员创新性提出应变诱导本征约束(SIC)策略。通过氮配位配体(GA-acid)构建各向异性表面应变(?=0.53–0.78%),同步增强Pb-O/I反键相互作用并减小Pb-Pb轨道重叠,实现载流子"慢热化-快传输"协同效应,最终获得17.11%光电转换效率(PCE)的QDSCs器件,为钙钛矿太阳能电池性能优化提供新思路。

  

甲酰胺铅碘量子点(FAPbI3 QDs)虽在光伏领域大放异彩,但其软晶格中的弱离子键就像"松散的积木"容易导致结构变形。研究者巧妙运用富含氮的胍乙酸(GA-acid)配体充当"分子扳手",在量子点表面拧出0.53-0.78%的各向异性应变。这种应变诱导的本征约束(SIC)策略实现了三重魔法:既填补A位空缺像"填补漏洞",又通过Pb-O/I反键作用增强形成"电子锚定点",还像调节琴弦间距般优化Pb-Pb轨道重叠。最终让载流子玩起"慢动作热化+闪电式传输"的协同游戏,将量子点太阳能电池(QDSCs)的光电转换效率(PCE)推至17.11%的新高度,短路电流密度更是飙到20.96 mA·cm?2。这项研究为钙钛矿材料"应力调控"提供了教科书级范例,器件在老化1000小时后仍保持81.4%的初始效率,展现出惊人的稳定性。

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