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采用掺镱钙钛矿纳米晶的量子剪裁发光太阳能聚光器

DOI：10.1021/acs.nanolett.8b03966 期刊：Nano Letters 出版年份：2018 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 我们引入并展示了采用掺镱(Yb3?)钙钛矿纳米晶体的量子切割发光太阳能聚光器(QC-LSCs)概念。这些纳米晶体具有接近200%的光致发光量子产率，且PL光子几乎零自吸收损耗，为LSCs的内部光学效率(ηint)定义了150%的新上限——该上限几乎与LSC尺寸无关。由掺Yb3?CsPbCl?纳米晶体制成的未优化25 cm2 QC-LSC已显示出118.1±6.7%的ηint，比先前使用Mn2?掺杂量子点(QDs)的记录高出2倍。若采用能吸收约7.6%太阳光子的CsPbCl?Br???纳米晶体，对于>100 cm2器件，QC-LSCs的预测外部光学效率(ηext)可超过10%——这在该领域仍是重大挑战。随着LSC尺寸增大，QC-LSCs相比传统QD-LSCs的优势尤为显著，据预测在窗户尺寸(1 m2)器件中可实现超4倍的效率提升。
作者： Xiao Luo，Tao Ding，Xue Liu，Yuan Liu，Kaifeng Wu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究掺杂Yb3+的钙钛矿纳米晶量子剪裁发光太阳能聚光器（QC-LSCs）的概念与性能。

研究成果

引入并展示了采用掺杂Yb3?的钙钛矿纳米晶体的量子切割光波导太阳能电池（QC-LSC）概念。由掺杂Yb3?的CsPbCl?纳米晶体制成的5厘米×5厘米原型QC-LSC实现了118.1±6.7%的内部光学效率，比先前记录高出两倍。通过使用CsPbCl?Br???纳米晶体增强对太阳光子的吸收效率，预测QC-LSC在超过100平方厘米面积时的外部光学效率将超过10%。

研究不足

Yb3?掺杂剂的长发射寿命（约2毫秒）导致连续光照下出现光致发光饱和现象，以及CsPbCl?Br???纳米晶在光照下的长期稳定性问题，都是实际应用中需要解决的难题。

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