需要具有較低表面配體密度的膠體量子點來制備用于光伏、照明和其他潛在光電應用的活性層。在新興的鈣鈦礦量子點（PQD）中，相對于鹵化物陰離子，陽離子的擴散被認為具有高能壘。
在此，蘇州大學Jianyu Yuan研究了含有甲基銨(MA+)和甲脒(FA+)有機陽離子的膠體三碘化鉛PQD中的快速交叉陽離子交換方法，其交換勢壘明顯低于無機銫(Cs+)-FA+和Cs+-MA+系統。
文章要點
1）第一性原理計算進一步表明，在混合MA+-FA+ PQD中存在有機陽離子空位的情況下，由于結構畸變的降低以及隨之而來的吸引性陽離子-陽離子和陽離子-陰離子相互作用的下降，出現了快速的內部陽離子擴散。
2）結合實驗和理論證據，研究人員提出了一種空位輔助交換模型，以了解具有較少表面配體的PQD結構特征和分子間相互作用的影響。最后，為了獲得現實的結果，所制備的混合陽離子PQD顯示出更好的光穩定性，可以直接應用于一步涂覆光伏和光電探測器器件，使用MA0.5FA0.5PbI PQD等實現了15.05%的高光伏效率從可見光到近紅外區域的精確可調的探測光譜響應。
參考文獻
Chenyu Zhao, et al, Fast Organic Cation Exchange in Colloidal Perovskite Quantum Dots toward Functional Optoelectronic Applications, J. Am. Chem. Soc., 2024
DOI: 10.1021/jacs.3c14000
https://doi.org/10.1021/jacs.3c14000
