DDAB驱动的CsPb(Br0.8I0.2)3量子点表面钝化与电荷动力学研究:蒽醌与苯醌相互作用机制及其光电器件应用价值

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:Materials Science in Semiconductor Processing 4.6

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  本文揭示了双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)表面钝化对混合卤素钙钛矿量子点(CsPb(Br0.8I0.2)3 QDs)电荷转移动力学的调控作用。通过稳态/瞬态荧光光谱(TRPL)和Benesi-Hildebrand分析,证实DDAB处理可显著抑制卤素空位缺陷,延长激子寿命(>3倍),并提升蒽醌(AQ)/苯醌(BQ)体系的表观结合常数(Kapp),为设计高效光电器件提供表面化学调控新策略。

  

Highlight
本研究通过双十二烷基二甲基溴化铵(DDAB)表面修饰,系统揭示了混合卤素钙钛矿量子点(CsPb(Br0.8I0.2)3 QDs)与氧化还原分子(蒽醌AQ/苯醌BQ)的界面电荷转移动力学。光谱分析显示,DDAB钝化使激子寿命从9.2 ns延长至28.4 ns,非辐射复合通道抑制率达67%,光致电子转移(PET)效率提升3.8倍。

Results and discussion
图1(a)展示热注射法合成量子点的关键步骤:铅前驱体溶液(120°C)→原始量子点(Pure-QDs)→DDAB处理后量子点(DDAB-QDs)。XRD显示DDAB处理使晶格收缩0.23 ?,PLQY从54%提升至89%,证实卤素空位缺陷的有效钝化。瞬态吸收光谱揭示AQ/BQ存在时,DDAB-QDs的电子转移速率常数(kET)达1.7×109 s-1,较Pure-QDs提高2个数量级。

Conclusion
DDAB配体交换工程通过构建"卤素-铵盐协同钝化层",使混合卤素量子点的电荷分离效率提升至92%,为钙钛矿太阳能电池(PSCs)和光催化器件开发提供新型表面化学调控范式。

CRediT authorship contribution statement
第一作者Seema Mourya完成方法学设计与数据分析,通讯作者Lung-Chien Chen负责研究框架构建与经费支持(台湾科技部项目NSTC 112-2221-E?131-022-MY3),团队通过印度理工学院(ISM)与台湾学术机构合作实现跨国产学研协同创新。

Data Availability Statements
本研究所有实验数据可联系通讯作者获取。

Acknowledgements
感谢台湾科技部(NSTC)和印度大学拨款委员会(UGC)的资助支持。

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