近日，陈冲教授课题组在钙钛矿太阳能电池研究领域取得重要进展，研究成果以 “Perovskite Solar Cells Employing a PbSO4(PbO)4 Quantum Dot-Doped Spiro-OMeTAD Hole Transport Layer with an Efficiency over 22% ”为题，发表在《ACS Applied Materials & Interfaces》。
有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池具有光电转化效率高、制备工艺简单等优点和潜在的工业化应用前景，得到了人们广泛的关注。目前高效的电池普遍采用锂盐掺杂的Spiro-OMeTAD空穴传输层，然而，锂盐掺杂的Spiro-OMeTAD容易吸潮使得其导电性快速下降，并且会引发钙钛矿活性层的降解，这使得电池性能不够稳定。
针对上述问题，陈冲教授课题组将课题组合成的油胺分子包覆的四碱式硫酸铅量子点(OA-PbSO4(PbO)4)掺入Spiro-OMeTAD层，制备了Spiro-OMeTAD：OA-PbSO4(PbO)4 复合空穴传输层。研究发现，OA-PbSO4(PbO)4量子点能与锂盐发生键合，有效地阻止了锂盐聚集引发的Spiro-OMeTAD层形貌塌陷，并且由于OA-PbSO4(PbO)4量子点对Spiro-OMeTAD的氧化作用以及其良好的疏水性，极大地提高了复合空穴传输层的长期导电性，并且有效地减缓了大气环境中的水和氧向钙钛矿活性层的渗透，增强了电池的稳定性。与此同时，一方面，引入的PbSO4(PbO)4量子点能有效钝化钙钛矿晶体表面配位不饱和的Pb阳离子和I阴离子，起到了减少钙钛矿晶体缺陷态和增强晶体化学稳定性的作用。由于以上积极因素，电池的光电转换效率增加到了22%以上，并且器件稳定性得到了显著提升。该研究成果为实现钙钛矿太阳能电池的高效率和高稳定性提供了新的材料和研究思路。
河南大学为论文的第一完成单位，硕士研究生郑继红为论文第一作者，陈冲教授为第一通讯作者，申志涛副教授为共同通讯作者。研究工作受到国家自然科学基金项目、河南省高校科技创新人才、河南大学青年人才种子基金等项目的资助。
论文连接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.1c23118
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