胶体半导体量子点（QD）是用于实现高性能液接光伏电池的有前途的材料。尽管存在大量的I-III-VI2三元半导体典型的天然缺陷，但基于Zn：CuInSe₂ QD的太阳能电池仍显示出高效率。为了阐明这些设备显著的缺陷耐受性的原因，洛斯阿拉莫斯国家实验室Victor I. Klimov等人对制备的和表面改性的Zn：CuInSe2 QD进行了并行光伏和光谱研究。

本文要点：

1）使用具有不同长度和与TiO₂表面的结合亲和力的表面配体，研究人员可以调节缺陷相关弛豫和QD到TiO₂电极电子转移的速率。尽管表面修饰对光致发光动力学有较大影响，但其对光伏性能的影响却可以忽略，这表明间隙内缺陷不会阻碍，而实际上有助于Zn：CuInSe₂ QDs的光转换过程。

2）这些能隙状态是浅层表面电子陷阱和天然Cu¹⁺空穴俘获缺陷，分别介导了与TiO₂电极和电解质的QD相互作用，并以约85％的光电子转换效率实现了稳定的光伏性能，功率转换效率高达9-10％。

Du, J., Singh, R., Fedin, I. et al. Spectroscopic insights into high defect tolerance of Zn:CuInSe₂ quantum-dot-sensitized solar cells. Nat. Energy 5, 409–417 (2020).

DOI：10.1038/s41560-020-0617-6

https://doi.org/10.1038/s41560-020-0617-6