Mixed-quantum-dot solar cells.
Mixed-quantum-dot solar cells.
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DOI：
10.1038/s41467-017-01362-1
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发表时间：
2017-11-06
影响因子：
16.6
通讯作者：
Sargent EH
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yang Z;Fan JZ;Proppe AH;Arquer FPG;Rossouw D;Voznyy O;Lan X;Liu M;Walters G;Quintero-Bermudez R;Sun B;Hoogland S;Botton GA;Kelley SO;Sargent EH
胶体量子点是一种新兴的溶液处理材料，可用于大规模和低成本的光电子学。量子点墨水的最近出现已经克服了先前对固态交换的需要，固态交换先前增加了量子点固体的成本、复杂性和形态破坏。不幸的是，这些油墨仍然受到光生载流子扩散长度的限制。在这里，我们设计了一个策略的基础上，明智地改变量子点带对齐的n型和p型配体。它导致基于墨水的材料，保留量子点的独立表面功能化，并且它为本体异质结创建可区分的供体和受体域。点间载流子转移和激子解离研究证实了两类量子点之间的纳米级界面处的有效电荷分离。我们制造了第一个混合量子点太阳能电池，并实现了10.4%的功率转换，这超过了先前报道的体异质结量子点器件的性能整整两倍，表明了混合量子点方法的潜力。溶液处理的胶体量子点是新兴的具有可调红外带隙的光伏材料。在这里，Yang等人通过配体设计创建了一类量子点本体异质结太阳能电池，从而实现更长的光载流子扩散长度，以获得更大的光电流和性能。
Colloidal quantum dots are emerging solution-processed materials for large-scale and low-cost photovoltaics. The recent advent of quantum dot inks has overcome the prior need for solid-state exchanges that previously added cost, complexity, and morphological disruption to the quantum dot solid. Unfortunately, these inks remain limited by the photocarrier diffusion length. Here we devise a strategy based on n- and p-type ligands that judiciously shifts the quantum dot band alignment. It leads to ink-based materials that retain the independent surface functionalization of quantum dots, and it creates distinguishable donor and acceptor domains for bulk heterojunctions. Interdot carrier transfer and exciton dissociation studies confirm efficient charge separation at the nanoscale interfaces between the two classes of quantum dots. We fabricate the first mixed-quantum-dot solar cells and achieve a power conversion of 10.4%, which surpasses the performance of previously reported bulk heterojunction quantum dot devices fully two-fold, indicating the potential of the mixed-quantum-dot approach. Solution processed colloidal quantum dots are emerging photovoltaic materials with tuneable infrared bandgaps. Here, Yang et al. create a class of quantum dot bulk heterojunction solar cell via ligand design, enabling longer photocarrier diffusion lengths for greater photocurrent and performance.
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影响因子：
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作者：
Chuang, Chia-Hao M.;Brown, Patrick R.;Bulovic, Vladimir;Bawendi, Moungi G.
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Lan, Xinzheng;Voznyy, Oleksandr;Sargent, Edward H.
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Gao, Yunan;Talgorn, Elise;Siebbeles, Laurens D. A.
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Talapin, Dmitri V.
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Kim, Gi-Hwan;de Arquer, F. Pelayo Garcia;Sargent, Edward H.
通讯作者：
Sargent, Edward H.