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近日，我?；瘜W(xué)學(xué)院鐘新華教授課題組在量子點(diǎn)太陽(yáng)電池領(lǐng)域再次取得重大突破，將去年由該課題組創(chuàng)造的量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)電池光電轉(zhuǎn)換效率(η)記錄6.67%提升到7.04%，相關(guān)研究成果“High-Efficiency ‘Green’ Quantum Dot Solar Cells” 在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（Journal of the American Chemical Society）上發(fā)表（http://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/ja504310w）。該工作主要由博士研究生潘振曉在趙珂、王靳等協(xié)助下完成。

近年來(lái)，半導(dǎo)體納米材料（量子點(diǎn)）由于其優(yōu)異的光電性能，在光電轉(zhuǎn)換領(lǐng)域引起人們?nèi)找嬖鰪?qiáng)的興趣，并有潛力發(fā)展成為外量子效率超過(guò)100%的第三代太陽(yáng)電池。遺憾的是目前被廣泛采用的量子點(diǎn)材料中，大部分都含強(qiáng)毒性重金屬元素Cd或Pb，這無(wú)疑制約了其商業(yè)應(yīng)用價(jià)值，而不含Cd、Pb的“綠色”量子點(diǎn)材料所組裝的電池效率大多低于3%。因此，開(kāi)發(fā)高性能不含Cd、Pb“綠色”量子點(diǎn)太陽(yáng)電池對(duì)其商業(yè)應(yīng)用至關(guān)重要，同時(shí)在技術(shù)上也是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)?；?ldquo;綠色”材料的理念，該課題組設(shè)計(jì)合成了CuInS2 (CIS)量子點(diǎn)，并通過(guò)陽(yáng)離子交換途徑，在CIS量子點(diǎn)表面徑向生長(zhǎng)寬能帶ZnS殼層構(gòu)筑出CuInS2/ZnS (CIS-Z)核/殼結(jié)構(gòu)量子點(diǎn)，以減少量子點(diǎn)的缺陷態(tài)。這樣可以抑制、降低光生電子發(fā)生在缺陷態(tài)的復(fù)合，從而提高電池的光電壓、光電流，并最終提高電池效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于CIS-Z量子點(diǎn)太陽(yáng)電池的η值可從CIS量子點(diǎn)電池的5.05%提高到7.04%（官方認(rèn)證效率為6.66%），這一數(shù)字不僅是所有類型“綠色”量子點(diǎn)太陽(yáng)電池η值的新紀(jì)錄，同時(shí)也是所有量子點(diǎn)敏化太陽(yáng)電池η值的新紀(jì)錄。所有論文評(píng)審人對(duì)該工作的重要性（significance）、創(chuàng)新性（novelty）均給出了最高的評(píng)價(jià)（Top 5%）。

在包括我校田禾院士團(tuán)隊(duì)、西班牙Jaume I 大學(xué)Bisquert及日本Electro-Communications大學(xué)Qing Shen課題組的大力支持和幫助下，鐘新華教授課題組近三年來(lái)在QDSC領(lǐng)域開(kāi)展了系統(tǒng)、深入的研究工作，并取得了一系列創(chuàng)新的研究成果。開(kāi)發(fā)的膠體量子點(diǎn)在TiO2介孔膜上高負(fù)載、均勻沉積技術(shù)被加拿大納米技術(shù)首席科學(xué)家多倫多大學(xué)Edward Sargent 教授在Chem. Rev. (2014, 114, 863)上評(píng)價(jià)為“提高QDSC效率的最直接途徑”。通過(guò)量子點(diǎn)合成過(guò)程中組分、結(jié)構(gòu)調(diào)控，控制量子點(diǎn)電子分布、鈍化缺陷態(tài)、抑制電子復(fù)合等途徑和手段，該課題組創(chuàng)造并保持著目前QDSC轉(zhuǎn)換效率紀(jì)錄，獲得了包括我校陳國(guó)榮，中科院王鵬、戴松元、孟慶波及美國(guó)Standford大學(xué)S. F. Bent、美國(guó)Saint Dame大學(xué)P. Kamat、以色列A. Zaban等在內(nèi)的太陽(yáng)電池專家的認(rèn)同和肯定。