胶体钙钛矿量子点太阳能电池（QDSC）/铅硫族化合物/铅卤化物钙钛矿和无铅量子点
胶体钙钛矿量子点太阳能电池（QDSC）/铅硫族化合物/铅卤化物钙钛矿和无铅量子点
因其带隙可调性、易于低温墨水处理、强可见-红外吸收和潜在的多激子产生，胶体量子点太阳能电池成为第三代光伏电池的候选之一。据报道，在过去几年中，不同类型的胶体量子点太阳能电池的功率转换效率，得到了前所未有的提高，使得它们的大规模制造具有吸引力。然而，胶体量子点太阳能电池的稳定性对于工业应用来说仍然是不够的，特别是当它们在类似太阳光照的环境大气下工作时。
集中分析了三类量子点(铅硫族化合物，铅卤化物钙钛矿，和无铅量子点)，并探讨了目前对其降解机制的理解。对于每种材料，从材料科学和器件工程的角度讨论了稳定性改进的策略。提出了一种表征胶体量子点太阳能电池稳定性的方法，这有助于世界范围内的研究人员获得结果的标准化对比。
胶体量子点太阳能电池（QDSC）
自从发现纳米材料在光电应用中的巨大潜力以来，就吸引了研究者的兴趣。一旦纳米晶体的尺寸小于其相应的玻尔激子半径，由于决定其物理性质的量子限制效应，这些材料被称为量子点。这些胶体量子点（QD）具有几个有用的特性：尺寸可调带隙，窄发射光谱和环境空气溶液的可加工性等。QD可以由单个原子物质（例如硅）或化合物半导体（例如Cd或Pb硫族化物）制成。
在光伏领域，研究较广泛的量子点是硫属元素铅（PbX，X = S，Se，Te）或较近的金属卤化物钙钛矿量子点。QD还广泛用于与发光有关的应用中，例如在发光二极管（LED）和荧光生物标记中。在这些应用中，通常使用所谓的核壳量子点，其中带有宽带隙半导体壳的硫属镉化物只是一个例子。[量子点也发现他们的方式进入量子点已经在固态激光器中使用过的一些其他-的InAs技术，而硫化铅量子点-作为CO 2的催化剂。[量子点的独特表面特性甚至已经成为他们自己的研究领域。由于尺寸小，QD中的原子百分比很高，位于表面，对于2 nm QD约为25％，仅举一个例子。[ QD表面通常被称为配体的钝化分子覆盖，该分子可能属于各种类别-有机或无机，单齿或双齿，单原子或长链；这些配体可用于根据需要对QD进行功能化，具体取决于其所需的用途（图 1）。）不管较终应用是什么，QD都必须具有一个共同的特征：长期稳定性，因为上述所有应用都依赖于稳定的QD，在较佳情况下其寿命应超过数年。这种长期稳定性的动机本质上可能是经济上的，例如商业规模的太阳能电池或发光二极管（LED）。对于生物应用而言，稳定性甚至更为重要，因为降解可能意味着产生对生物体有害的有毒副产物。
在太阳能电池应用中发现的几种QD材料的草图摘要。它们的光电特性通过核心尺寸/组成和表面配体钝化来调节。在左下方的面板中，EDT和OA代表1,2-乙二硫醇和油酸配体，它们在太阳能电池应用中非常常见。在较后一个面板中，显示了QD降解的三种典型途径。
重点关注胶体量子点太阳能电池（QDSC）的稳定性。据较近报道，这项新兴的光伏技术已被研究了十多年，并迅速达到了高功率转换效率（PCE），例如PbS的14％或钙钛矿QDSC的16.6％。尽管QDSC的PCE一直在稳定增长，但与工业标准相比，设备的稳定性仍处于较低端。在许多出版物中，在避免正常应用中通常存在的应力因素的环境中测试了制造的太阳能电池的寿命。较重要的是，许多出版物使用稍微不同的方法来确定细胞的稳定性，这使得不同研究之间的直接比较变得复杂。在过去的几年中，为使QDSC更加稳定，已经取得了许多进步，并将在以下各节中从材料科学和器件工程的角度来讨论这些问题。几种主要的QD材料将分别介绍：硫族化物铅QD，卤化钙钛矿铅QD和无铅QD。
聚苯胺和氧化锌光活化层全无机钙钛矿
钙钛矿-聚合物杂化太阳能电池
钙钛矿/聚合物(添加剂)复合薄膜
异质结(BHJ)聚合物
全无机钙钛矿—聚合物复合材料
有机金属卤化物钙钛矿复合发光器件
有机金属卤化物钙钛矿半导体/介孔聚乳酸基复合膜器件
半导体锡(iv)氧化物电纺纳米纤维(SnO2 NF)分散液
Sn型有机金属卤化物钙钛矿薄膜
聚合物/钙钛矿太阳能电池
金属卤素钙钛矿发光材料
净化苯的钙钛矿负载贵金属催化剂
共轭聚合物-氧化石墨烯钝化材料
聚(2-甲氧基-5-辛氧基)-对苯乙炔-氧化石墨烯/ MOPPV-GO
侧链含有磺酸/磺酸盐共轭聚合物掺杂钙钛矿材料
有机共轭聚合物F1/4F8BT-PFO共混钙钛矿材料
PDTSTTz聚合物空穴传输材料
PDTSTTz-4聚合物空穴传输材料
P3HT空穴传输材料
全无机卤素钙钛矿纳米材料CsPbBr
交联型空穴传输聚合物/钙钛矿复合材料
发绿光蓝光共轭聚合物/钙钛矿复合材料
共聚物PAFDTBT//钙钛矿复合材料
PPy-TiO2复合薄膜
ITO导电玻璃-聚吡咯膜
牛血清蛋白BSA掺杂钙钛矿复合材料
锐钛矿二氧化钛奈米晶体(HD1-HD5)
N719染料敏化太阳能电池
乙二胺(EDA)/钙钛矿纳米晶体
三嵌段共聚物PEO106-PPO70-PEO106(F127)//钙钛矿纳米晶体
溴化十六烷基三甲铵 (CTAB)
油酸 (OA)/钙钛矿纳米晶体
TEOA/钙钛矿纳米晶体
碘化甲基铵铅(CH3NH3PbI3)敏化剂
2,2',7,7'-四[N,N-二(4-甲氧基苯基)氨基]-9,9'-螺二芴 (spiro-MeOTAD) 为电动传输材料 (HTM)
P型掺杂有机聚合物钙钛矿太阳能电池
导电聚合物P3HT/钙钛矿电极材料
p型分子F4TCNQ对P3HT聚合物掺杂钙钛矿材料
P3HT:F4TCNQ空穴传输材料
钙钛矿复合聚合物/富勒烯衍生物材料
大颗粒钙钛矿单晶/聚合物复合厚膜,
大颗粒钙钛矿单晶/聚合物复合厚膜
羟基喹啉配体聚合物荧光银纳米团簇苯乙烯(St)、N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)、5-(2-甲基丙烯酰乙氧基甲基)-8-羟基喹啉(MQ)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)
金属纳米团簇-半导体量子点-钙钛矿量子点(MNCs-QDs-PQDs)
钙钛矿型甲胺铅碘薄膜
铅基复合钙钛矿型材料
铅系复合钙钛矿Pb(Fe1/2Ta1/2)O3铁电陶瓷材料
甲胺溴化铅钙钛矿纳米晶(CH3NH3PbBr3PNCs)
钙钛矿发光二极管
金属溴化物钙钛矿量子点
无机钙钛矿CsPbBr3微米棒
金属卤化物钙钛矿材料
全无机钙钛矿单晶
全无机铅卤化合物CsPbX3(X=Cl, I,Br)
MAPbX3/PVDF复合材料
二维结构的MA2CuCl4钙钛矿材料
苯乙烯(St)/钙钛矿材料
N-异丙基丙烯酰胺(NIPAm)/钙钛矿材料
5-(2-甲基丙烯酰乙氧基甲基)-8-羟基喹啉(MQ)/钙钛矿材料
甲基丙烯酸甲酯(MMA)/钙钛矿材料
温敏性双亲两嵌段共聚物/钙钛矿材料
P(St-co-MQ)-b-PNIPAm(P1,2)/钙钛矿材料
P(NIPAm-co-MQ)-b-PSt(P3,4)/钙钛矿材料
三嵌段共聚物PNIPAm-b-P(MMA-co-MQ)-b-PSt(P5)/钙钛矿材料
wyf 03.04