定制-硫族化物铅量子点/BNKTx薄膜 钛酸铋钠钾无铅铁电薄膜/钙钛矿铌酸钾纳米材料(KNbO3)

硫族酸铅是一种通用的半导体材料,就已用于光电设备中,较近又被用作第三代太阳能电池的组件。

由硫化铅,硒化物和碲化物(PbX:PbS,PbSe和PbTe)制成的QD具有使其特别可用作光伏光收集器的特性。由于它们的大玻尔半径和强大的量子约束效应, PbX QD具有广泛的点间波函数重叠,导致卓越的电子耦合。

他们基于解决方案的综合成本相对较低且可扩展,可以进行修改以产生具有一系列所需带隙的QD。尽管这类材料在光伏应用中具有很高的潜力,但它们在环境条件下降解的趋势提出了重大挑战。

我们将讨论活动QD层和其他组成层中PbX QD退化的原因。然后,将提出一些提高PbX稳定性的常用策略。

在三种硫属硫化物铅中,硫化铅(PbS)已被研究较多,并在光伏应用中得到了成功的利用。像PbSe和PbTe一样,它具有岩石盐立方晶体结构。PbS的体带隙为0.4 eV,可通过将QD直径减小到1.8 nm来增加至2.3 e。自1950年代以来,已将PbS块状晶体用作红外探测器的较常用传感器材料。

这种材料用于QDSC的历史可以追溯到2000年代初,这是McDonald等人的开创性工作。他们将它们合并到溶液处理的光伏中。

此后,硫化铅QDSCs的性能已经稳步上升至14%的较新记录在PCE 2020 合成量子点的PbS较常见的方法是所谓的“热注入的合成,” 涉及将双(三甲基甲硅烷基)硫化物注入氧化铅(PbO)和油酸的溶液中,导致硫化铅纳米晶体被油酸盐配体覆盖。

硒化铅和碲化物是QDSC材料的另外两个很好的选择。实际上,在光伏应用的背景下,它们的某些特性使其有可能优于PbS。例如,与PbS相比,它们的激子玻尔半径更大(PbS为18 nm,PbSe ]为46 nm,PbTe 为和150 nm为150 nm ),从而增加了电子耦合,并提供了多个电子生成(MEG)。[在碲化铅太阳能电池中,已经证明了通过MEG的外部量子效率超过100%。尽管PbSe和PbTe有望实现,但是与PbS相比,它们在氧化降解中的抵抗力要低得多,因此阻碍了它们在光伏电池中的使用。这种较高的氧化敏感性是由于与硫相比,硒和碲的电负性降低。

利用在光伏应用中这些硫属化合物,因此需要在表面工程方面的更广泛的方式,如将在接下来的部分讨论。

a)PbSe QD进行氧化时其组成的演变。氧分子与表面结合,并在数小时内形成氧化物壳,从而减小了核的有效尺寸(并因此增加了带隙),并导致配体部分脱离。

b)用二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,在与卤化铅(PbX 2)和乙酸钠(NaAc)进行配体交换过程中,PbS QD的结构变化图。刻面由单个元素组成,刻面具有Pb和S的交替图案。配体优先与刻面结合,从而使该部位更耐氧化。

钙钛矿太阳能电池(Perovskite solar cells,PSC)

有机金属卤化物钙钛矿/CH3NH3PbI3

有机-无机杂化钙钛矿

反式p-i-n钙钛矿太阳能电池

钙钛矿太阳能电池ABX3层

TiO2/ZnTiO3复合粉体

TiO2维度对TiO2/PVDF复合材料

石墨镍粉PET基复合机敏材料

PS/TiO2复合球

聚乙烯/无机填料复合材料

CNT/GNs/PVDF电介质复合材料

窄带隙聚合物PDPP3T钙钛矿/BHJ杂化太阳能电池

聚合物PDTP-DFBT钙钛矿太阳能电池

EQE钙钛矿/BHJ杂化太阳能电池

碘化铅(PbI2)混合离子钙钛矿薄膜

聚氧化乙烯-甲基溴化铵/溴化铅(Ⅱ)复合材料薄膜

聚乳酸(PLA)/三碘化甲基铅胺(MAPbI3)钙钛矿复合薄膜

二元/三元硫化物量子点材料

细胞膜包覆的介孔铜/锰硅酸盐纳米球(mCMSNs)

稀土Ho3+/Yb3+共掺SrBi4Ti4O*5陶瓷

稀土Er/Nb共掺Bi4Ti3O*2材料

无机钙钛矿量子点CsPbX 3(PQDs)

无机钙钛矿量子点(PQDs)

无机钙钛矿材料CsPbI2Br薄膜晶体

无机钙钛矿CsPbI3-CsPbBr3异质结纳米线阵列

烷基胺苯丙烯胺(PPA)钙钛矿量子点

透明质酸修饰纳米过氧化铜

铜锌锡硫(CZTS)薄膜材料

锑基钙钛矿量子点

碳量子点CQD掺杂的钙钛矿膜

溴化物钙钛矿量子点

钙钛矿量子点纳米晶

铯铅卤钙钛矿量子点

CsPbBr_3钙钛矿量子点

CsPbX_3钙钛矿量子点

红光钙钛矿量子点

CsPbBr3钙钛矿量子点

Cs4PbBr6纳米晶

正辛胺钙钛矿量子点

钙钛矿量子点荧光微球

钙钛矿量子点/介孔MOF‑5复合发光材料

有机-无机杂化钙钛矿量子点CH3NH3PbX3

全无机钙钛矿量子点CsPbX3

有机-无机杂化钙钛矿单晶CH3NH3PbX3

PQDs@介孔MOF纳米复合材料

二氧化硅包覆钙钛矿量子点

石墨烯-钙钛矿量子点

CsPbX钙钛矿量子点(PQDs)

介孔二氧化硅包裹钙钛矿量子点

MAPbBr3钙钛矿量子点

油酸修饰CsPbI3钙钛矿量子点

AET-CsPbI3钙钛矿量子点

配体C8/C18-CsPbI3钙钛矿量子点

CsPbBr3量子点/氧化石墨烯复合材料

钙钛矿/黑磷低维纳米复合材料

MAPbI3@PCN-221钙钛矿量子点金属有机框架

MAPbI3/TiO2二氧化钛修饰钙钛矿量子点

Cs3Bi2Br9钙钛矿量子点

钙钛矿量子点复合纤维膜

铋基钙钛矿纳米材料

CsPbX3/ZnS Quantum Dot量子点

MoS2/CsPbBr3二硫化钼钙钛矿量子点

CsPbBr3@Ag银修饰钙钛矿量子点

CsPbBr3@NH4Br (CPBr–NB)量子点

ITO/Al2O3/CsPbBr3钙钛矿量子点

CsPbBr3@PS聚苯乙烯钙钛矿量子点

CsPbBr_3/C8-BTBT复合薄膜

PbS–CsPbBr3复合材料

CsPbBr3/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)

十二烷二酸修饰TiO2

量子点修饰的介孔钙钛矿

钙钛矿-量子点杂化薄膜

基于CuBr2二维钙钛矿材料

钙钛矿锰氧化物薄膜

二维三氧化钨纳米片

钙钛矿铌酸盐晶

PbIxCl3-x钙钛矿复合石墨烯

(PEA)_2BiBr_5(PEA:苯乙胺)钙钛矿纳米片

Cs_3Bi_2Br_9纳米粒子

Bi4Ti3O12钛酸铋基赝钙钛矿

Bi4Ti3O12 薄膜

层状钙钛矿Bi-ErTi-3O-(12)(BErT)薄膜

钙钛矿BET/ZnO复合薄膜

稀土Er/Nb共掺Bi4Ti3O12材料

稀土Ho3+/Yb3+共掺SrBi4Ti4O15陶瓷

Pr/Nb共掺Bi4Ti3O(12)铋层状陶瓷

氧化物基上转换发光材料

共掺氧化锆及其复合氧化物上转换发光材料

wyf 03.02

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