量子點 (QD) 是直徑只有幾納米的半導體粒子，由于其尺寸小，量子力學表現(xiàn)出獨特的光學和電子特性。隨著屏幕、照明、激光和能量收集方面現(xiàn)有和可預見的應用，量子點的研究一直在穩(wěn)步推進。特別是膠體量子點 (CQDs) 十多年來一直是納米技術(shù)的焦點。

CQD 是半導體納米晶體，可以通過基于溶液的工藝輕松生產(chǎn)，這使得它們適合大規(guī)模生產(chǎn)。然而，為了讓基于 CQD 的設(shè)備以最佳狀態(tài)運行，量子點應該是單分散的——也就是說，它們都應該具有相同的尺寸。如果它們的大小不相等(多分散)，則光電器件內(nèi)的能量紊亂會增加，從而阻礙其性能。雖然存在一些策略來解決 CQD 中的多分散性，但在基于鈣鈦礦的 CQD (Pe-CQD) 中要避免這個問題更棘手，因為它需要使用抗溶劑進行純化步驟。這一步總是會導致納米粒子團聚，并最終導致量子點之間尺寸的巨大變化。

盡管生產(chǎn)高效率的太陽能電池可能需要生產(chǎn)純化良好的單分散 Pe-CQD ，但沒有人仔細研究過多分散性與光伏(轉(zhuǎn)換)性能之間的關(guān)系。為了填補這一知識空白，韓國大邱慶北科學技術(shù)研究所的 Younghoon Kim 博士和助理教授 Jongmin Choi 最近帶領(lǐng)一組科學家在ACS 能源快報上發(fā)表了一項研究. 研究人員使用一種稱為凝膠滲透色譜的技術(shù)，根據(jù)納米顆粒的尺寸“過濾”和分組，這已通過對其光學特性的多次測量以及透射電子顯微鏡進行證實。通過這種方法，他們設(shè)法獲得了具有不同多分散度的 Pe-CQD 懸浮液。

之后，他們使用這些懸浮液來制造太陽能電池，并證明了多分散性和性能之間的聯(lián)系。正如預期的那樣，由于其均勻的能量景觀，單分散懸浮液產(chǎn)生了更好的太陽能電池，這導致在最佳頻帶內(nèi)有更高的光吸收。“使用單分散 Pe-CQD，我們的太陽能電池達到了15.3%的功率轉(zhuǎn)換效率和 1.27 V 的開路電壓。這些值是基于 CsPbI 3 的Pe-CQD 報告的最高值，我們使用的鈣鈦礦， ”突出了金博士。

總體而言，這項研究是基于 Pe-CQD 的太陽能電池領(lǐng)域的墊腳石，其仍需要優(yōu)于基于硅的同類產(chǎn)品才能保證商業(yè)化。“Pe-CQD 太陽能電池的研究大約在四年前開始，因此需要進一步研究以提高器件性能和穩(wěn)定性。不過，我們使用單分散 Pe-CQD 最小化能量紊亂的方法為進一步開發(fā)其在光電應用中的潛力鋪平了道路，”崔博士總結(jié)道。

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