“胶体量子点的发现与合成”被授予 2023 年诺贝尔化学奖。近年来，金属卤化物钙钛矿半导体的兴起，进一步激发了人们对钙钛矿量子点材料的广泛兴趣。量子点，或更广义上的纳米晶，是一类不同于传统分子材料与体材料的新型材料，因其独特的尺寸、成分、表面及工艺依赖的光电特性，在光电应用领域迅速崭露头角。更重要的是，量子点具有超高的比表面积，可通过多种表面化学工程手段调控和优化其光电性能。此外，三维受限的量子点能够实现近乎完美的光致发光量子产率、较长的热载流子冷却时间，特别是其可通过工业友好的溶剂进行胶体合成和加工，这些特性正在推动电子学、光子学和光电领域的变革。然而，在实际应用中，量子点在溶液中的分散性、薄膜形貌以及电荷传输效率之间往往难以兼顾，已成为制约器件性能进一步提升的关键瓶颈。
针对这一挑战，苏州大学功能纳米与软物质研究院袁建宇教授课题组引入了一种具有支链结构的熵型配体—双（2-乙基己基）磷酸酯（DEHP），在量子点合成过程中实现原位调控。研究发现，相较于传统线性配体，该熵配体可显著提升量子点在溶液中的胶体稳定性，同时通过更强的表面锚定与钝化作用，有效抑制表面缺陷并改善电荷传输性能，从而实现了“高分散性”与“高电学性能”的协同优化。基于该策略制备的甲脒铅碘（FAPbI3）量子点太阳能电池，其器件光电转换效率达到18.68%，并经认证效率为18.23%。同时，该器件在光照及环境条件下表现出优异的稳定性，刷新了该体系量子点太阳能电池的性能纪录。相关研究成果在线发表于Nature Communications（DOI: 10.1038/s41467-025-67340-0），论文第一作者为我院2025届博士毕业生黄贺贺，目前黄博士正在研究院开展博士后研究工作。
该工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金委员会国际合作项目等基金的支持。
图1. 钙钛矿量子点原位熵配体调控策略及光伏器件性能
论文网址：
https://doi.org/10.1038/s41467-025-67340-0
文章题目：
In-situ entropic ligand engineering enables high-efficiency quantum dot solar cells
作者信息：
Hehe Huang, Chenyu Zhao, Xuliang Zhang, Huifeng Li, Xinyu Zhao, Du Li, Chuanxiu Jiang, Lujie Jin, Xinfeng Liu, Youyong Li, Jianyu Yuan*
责任编辑：郭佳