Regulación de la unión in situ de ligandos de superficie para células solares de puntos cuánticos de FAPbI3 eficientes y estables

Resumen Los puntos cuánticos (QDs) de tri-yoduro de plomo de formamidinio (FAPbI3) tienen un gran potencial, superando a sus contrapartes inorgánicas en términos de estabilidad de fase y tiempo de vida de portadores, para células solares de alto rendimiento. Sin embargo, la naturaleza altamente dinámica de los QDs de FAPbI3, que se origina principalmente del intercambio de protones entre los ligandos de superficie de ácido oleico y oleilamina (OAm), es un obstáculo clave que impide la fabricación de células solares de alta eficiencia. Para abordar este problema, aquí se introduce selectivamente OAm protonado in situ para fortalecer la unión de ligandos en la superficie de los QDs de FAPbI3, lo que puede suprimir eficazmente la formación de defectos durante los procesos de síntesis y purificación de QDs. Además, al formar un entorno superficial rico en haluros, se puede modular la densidad de ligandos en un rango más amplio para los QDs de FAPbI3 sin comprometer su integridad estructural, lo que mejora significativamente sus propiedades optoelectrónicas. Como resultado, la eficiencia de conversión de energía de las células solares de QD de FAPbI3 (QDSCs) se mejora del 7.4% al 13.8%, un récord para los QDSCs de FAPbI3. Además, el intercambio de protones suprimido y la reducción de defectos superficiales en los QDs de FAPbI3 también mejoran la estabilidad de los QDSCs, que retienen el 80% de la eficiencia inicial tras ser expuestos al aire ambiente durante 3000 horas.