钙钛矿量子点太阳能潜力高，转换效率有望破30%

此次诺贝尔化学奖的焦点为“量子点（quantum dot）”，这种可以携带电荷的纳米晶体，也可以用在钙钛矿太阳能，最近伊朗科学家更用量子点，潜在的太阳能转换效率逼近 30%。

伊朗伊斯兰阿扎德大学正进行一系列的钙钛矿太阳能模拟，研究钙钛矿量子点（ perovskite quantum dot，PQD）的成长潜力，评估是否能改变、调节钙钛矿光吸收剂的特性，最后增强太阳能电池光电性能。

与染料太阳能电池类似，钙钛矿材料涂覆在电荷传导介孔支架上，当作光吸收剂，团队首先以转换效率为 14% 的三碘合铅酸铯（CsPbI3）量子点钙钛矿进行实验。预想配置是为氧化铟锡基板、氧化锡（SnO2）电子传输层、混合 PCBM 跟 CsPbI3 量子点的光吸收剂，还包括由 PTB 聚合物、三氧化钼（MoO3）和金制成的前驱薄膜。

研究团队考虑材料比例、沉积过程等一系列不同的制程，还包括石墨烯等纳米颗粒的使用以及不同夹层材料的堆叠沉积，希望能修改 CsPbI 3 的性能。分析显示，光吸收层材料的能隙必须在 1~1.7 eV 之间，电子亲和力得在 3.7~4 eV 之间。

团队表示，为了制造高效率的量子点太阳能电池，我们需要具有高电子迁移率的吸收层，团队也发现钙钛矿光吸收层的理想厚度应在 100 nm 至 350 nm 之间。研究指出，最佳化版本显示出，潜在的功率转换效率为 29.88%。

团队认为，新研究可能有助于其他研究人员研究 CsPbI 3 材料，打造高效、稳定、大规模和灵活的钙钛矿量子点太阳能电池。