重新定义PbS量子点光伏技术：具有卓越效率和可重复性的p-i-n结构器件

《Advanced Materials》：Redefining PbS Quantum Dot Photovoltaics: p-i-n Devices with Superior Efficiency and Reproducibility

铅硫量子点太阳能电池通过表面修饰的复合空穴传输层设计，显著提升光电转换效率至14%（认证值13.62%），超越n-i-p结构和现有p-i-n记录，并具备高重复性和窄带隙特性，适用于叠层电池的子组件。

　　

摘要

开发多样化的光伏器件架构不仅对于提高光电转换效率（PCE）至关重要，而且有助于实现与其他光伏材料在高性能串联配置中的无缝集成。虽然n-i-p架构在历史上一直主导着PbS胶体量子点（CQDs）太阳能电池的发展，但p-i-n架构在效率方面明显落后，限制了其进一步发展的潜力。在这项工作中，利用了CQDs表面可调性的优势，通过配体交换将经典的自组装单层（SAM）分子MeO-2PACz锚定在PbS CQDs上，形成一层PbS-SAM桥接层，该层插入NiOx/SAM和CQD活性层之间，从而形成了NiOx/SAM/PbS-SAM复合空穴传输层（HTL）。这种结构有效地钝化了埋藏的界面陷阱，增强了空穴的提取效率。结果，实现了接近14%的创纪录光电转换效率，认证值为13.62%，这不仅大幅超过了之前p-i-n PbS QD太阳能电池的9.70%的最高记录，也超过了n-i-p架构所保持的当前效率记录。此外，p-i-n配置表现出优异的可重复性，为未来的应用提供了一个稳健且可扩展的平台，特别是在与宽禁带材料（如钙钛矿）组成的单片串联器件中作为窄带隙子电池。

图形摘要

本文报道了一种用于p-i-n PbS QD太阳能电池的NiOx/SAM/PbS-SAM复合空穴传输层（HTL），其光电转换效率（PCE）达到了接近14%的创纪录水平（认证值为13.62%），不仅超过了之前的9.70%的p-i-n记录，还在效率和可重复性方面超越了n-i-p架构的认证PCE记录。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。