蘇州大學袁建宇Nat. Commun.：原位熵配體工程實現高效率量子點太陽能電池

金屬鹵化物鈣鈦礦量子點（PQDs），特別是甲脒三碘化鉛（FAPbI?）量子點，因其理想的光學性能和穩定的相結構，在高效率太陽能電池中備受關注。然而，實現FAPbI?量子點理想的膠體分散性和電荷傳輸仍具挑戰。

本文蘇州大學袁建宇等人報道了一種高效的原位熵配體工程策略，使用雙（2-乙基己基）磷酸酯（DEHP）來提升有機-無機雜化FAPbI?量子點的分散性和電荷傳輸性能。DEHP的支鏈2-乙基己基尾部增加了構型熵，改善了溶劑相互作用和膠體穩定性。此外，其磷酸頭錨定基團表現出更強的結合強度，增強了表面鈍化并減少了量子點核間相互作用。

通過優化熵配體的添加，DEHP封端的量子點表現出高膠體穩定性和良好的光學性能，使量子點太陽能電池實現了18.68%的功率轉換效率（認證值18.23%），并提升了穩定性。我們相信這些發現為金屬鹵化物量子點的設計與合成提供了重要見解，有助于構建適用于光電器件的高質量薄膜。

研究亮點：

1. 效率突破：認證效率達18.23%
   通過DEHP熵配體工程，量子點太陽能電池實現18.68%的最高效率（認證18.23%），是目前報道的最高效率之一，彰顯該策略在提升器件性能方面的強大潛力。

2. 熵配體設計兼具分散性與傳輸性
   DEHP的支鏈結構顯著增加構型熵，提升量子點在溶液中的分散性與膠體穩定性；其強錨定磷酸頭基團有效鈍化表面缺陷，增強電荷傳輸，克服傳統線性配體在“分散性-傳輸性”之間的權衡難題。

3. 器件穩定性顯著提升
   基于DEHP的量子點太陽能電池在空氣中存放2000小時后仍保持81%以上初始效率，在連續光照下也表現出更緩慢的效率衰減，說明該配體工程能有效抑制表面降解與相分離。

Huang, H., Zhao, C., Zhang, X. et al. In-situ entropic ligand engineering enables high-efficiency quantum dot solar cells. Nat Commun (2025).

https://doi.org/10.1038/s41467-025-67340-0

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