日前，我校化学杏悦钟新华课题组在量子点敏化太阳电池（QDSC）方面的研究成果 “Core/Shell Colloidal Quantum Dot Exciplex States for the Development of Highly Efficient Quantum -Dot-Sensitized Solar Cells” 在美国化学会会志《Journal of the American Chemical Society》上发表（http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/ja4079804）🦶🏻。该研究成果将此类电池的光电转换效率刷新了国际最高水平，达到6.76%🏛。
        太阳电池（又称光伏器件）能将太阳能直接转换为电能，是太阳能利用最为实用的方式之一。因此，寻求低成本、高效率的光伏技术是解决目前石化能源枯竭及环境恶化的有效途径。由于具有高的光电转换效率、简便的制备工艺，染料敏化太阳电池（DSC）有望逐步取代传统硅基太阳电池🙆‍♀️😩。QDSC是用无机半导体量子点替代DSC中分子染料来作为光敏化剂俘获光子（见图1）。相较于传统的分子染料💑，量子点敏化剂具有高吸光效率、宽吸光范围🧑‍🍳、高稳定性等优点🧑🏻‍🚀，特别是量子点具有一个光子能同时激发产生多个激子的可能性，这使得QDSC外量子效率可以超过100%。遗憾的是目前QDSC最高转换效率仍明显落后于DSC，但其迅猛的发展趋势（最近5年内由当初不到1%提高到目前的6-7%）预示了其光明的发展前景。

图片说明👩🏿‍🦱：左图：QDSC结构示意图🛗；右图🧜🏻‍♂️：CdTe/CdSe type-II 核/壳结构量子点

        高效率太阳电池的开发是最终实现其商业应用的最根本途径🏪。近两年来🚂，钟新华课题组在化学杏悦田禾院士、花建丽教授的大力帮助下，成功借鉴他们在DSC方面深厚的积累，开发出一种高负载后合成量子点沉积技术🧘🏽‍♀️，使得预先合成的高质量量子点在QDSC中得以应用，为高效量子点电池开发奠定了基础👩🏿‍🦲🫁。该课题组相继设计合成了反转 type-I CdS/CdSe核/壳结构量子点和CdSexTe1-x 合金量子点敏化剂📻，实现了宽光谱吸收及高效率电子注入的统一☂️，分别取得了5.4% 和 6.4% 光电转换效率，相应成果分别发表在：ACS Nano 2013, 7, 2115-5222; ACS Nano 2012, 6, 3982 -3991; Chem. Commun. 2012, 48, 11235-11237 等期刊上🈯️。
        在此研究基础上，该课题组首次利用Type-II核/壳结构量子点的复合激发态（见图2），一方面将光吸收范围拓宽到近红外区域，另一方面实现了电子、空穴的空间分离从而利于电子注入和传输🆓。结合原有的后合成量子点沉积技术🎟，最终将QDSC效率提高到了一个新的高度，同时也使得液结敏化电池具有媲美于其他复杂构型电池的效率。