编辑推荐：CsPbI3钙钛矿型量子点(PQDs)在表面化学方面的研究进展使得短链配体可以取代天然的长链配体，使其在光伏领域具有广阔的应用前景，但目前还没有关于宽禁带、绿色发光的CsPbBr3量子点的研究报道，该量子点在光伏领域具有广阔的应用前景。
来自韩国大邱庆北科学技术院和汉阳大学等单位的研究人员设计了一种适当优化的羧酸酯溶剂混合物，以实现有效的配体交换，同时抑制剥离现象。相关论文以题目为“High-Voltage and Green-Emitting Perovskite Quantum Dot Solar Cellsvia Solvent-Miscibility-Induced Solid-State Ligand Exchange”发表在Chemistry of Materials期刊上。https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.0c02102
胶体CsPbX3（X=Cl，Br，I）钙钛矿型量子点（PQDs）具有尺寸、组成可调、高吸收、窄发射和优异的光物理性能等优点，在发光和能量收集光电领域都有着广泛的应用。长链烃类配体如油酸盐（OA）和油酸铵（OLA）被用来合成高质量的PQDs，使其具有优异的性能。尽管有许多关于基于不同卤化物成分的各种PQDs的发光应用的报告，具有碘化物组成的PQD仅用于基于光吸收的能量收集装置，例如需要用短链配体替换天然长链配体以增强PQD固体内的电荷传输的太阳能电池。立方相稳定的PQDs作为太阳能电池中的一种光伏吸收体，在单个器件中具有红色电致发光（EL）特性。PQDs太阳能电池在开路电压（voc）为1.2v时，达到了13.4%的高性能和认证的功率转换效率（PCE）。宽禁带CsPbBr3钙钛矿作为顶电池应用于串联太阳能电池的高VOC太阳能电池中受到了广泛的关注，与CsPbI3相比，它具有更高的Goldschmidt容限因子，因而具有更好的立方相稳定性。尽管无机铯盐（即CsBr）由于与有机盐（即甲基溴化铵）相比具有强烈的离子特性，在极性溶剂（如二甲基甲酰胺、甲醇）中的溶解性较差，CsPbBr3钙钛矿型太阳能电池的研究大多是在传统的溶液处理薄膜制备的基础上进行的，先对CsBr基前驱体溶液进行旋涂，然后进行热退火以获得不规则的大晶粒（>500nm）。作为一种预合成的胶体纳米材料，通过再沉淀法合成的20 nm大小的CsPbBr3纳米晶已用于CsPbBr3太阳能电池，其PCE为5.42%，voc为1.54 V。然而，CsPbBr3纳米晶体的尺寸是不规则的，并且大于激子玻尔直径（约7nm），此时量子限制开始出现。（文：爱新觉罗星）
图1。固态配体交换的紫外-可见光谱CsPbBr3，使用NaOAc溶解（a）MeOAc，（b）EtOAc，（c）PrOAc和（d）BuOAc。（e）纯羧酸酯沉积5次溶剂和（f）NaOAc溶解羧酸酯。
图2。（a） CsPbBr3 PQD纯化的示意图和照片，使用不同烷基链长的纯羧酸酯溶剂作为反溶剂，然后在己烷中作为良好溶剂进行最终分散。所得CsPbBr3 PQD溶液分散在正己烷中的液相PL光谱，用紫外分光光度法纯化（b） 纯羧酸酯溶剂和（c） NaOAc溶解羧酸酯溶液。（d） 纯羧酸酯溶剂和（e）NaOAc溶解的羧酸酯溶液。
图3。（a）CsPbBr3 PQD固体和固态配体交换CsPbBr3 PQD固体5次的XPS测量绘制元素比率 用NaOAc溶解羧酸酯溶液。使用（b）MeOAc、（c）EtOAc、（d）PrOAc和（e）BuOAc对CsPbBr3 PQD固体上羧酸酯溶剂的不同混溶性的示意图。
图4。（a）CsPbBr3 PQD太阳能电池的横截面SEM图像和示意图。（b）AM1.5-测量的J−V曲线和（c）CsPbBr3 PQD的EQE谱，使用NaOAc溶解羧酸酯溶液及其混合物（d）最佳性能的EL光谱CsPbBr3 PQD太阳能电池作为外部电压的函数。
