Recent Progress on the Application of Carbon Quantum Dots Nano⁃materials in Lead Halogen Perovskite Solar Photoelectric Devices

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.210133

Chinese Journal of Applied Chemistry ›› 2022, Vol. 39 ›› Issue (5): 707-722.DOI: 10.19894/j.issn.1000-0518.210133

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Recent Progress on the Application of Carbon Quantum Dots Nano⁃materials in Lead Halogen Perovskite Solar Photoelectric Devices

Guo-Hua DONG, Li-Juan HAO(), Wen-Zhi ZHANG(), Dong-Feng CHAI, Ming ZHAO, Kun LANG

College of Chemistry and Chemical Engineering，Technology Innovation Center State Market Regulation （Industrial Hemp），Qiqihar University，Qiqihar 161006，China

Received:2021-03-22 Accepted:2021-07-07 Published:2022-05-01 Online:2022-05-24
Contact: Li-Juan HAO,Wen-Zhi ZHANG
About author:zhangwenzhi@qqhru.edu.cn
haolijuanya@163.com
Supported by:
the National Natural Science Foundation of China(21776144);the Natural Science Foundation of Heilongjiang Province of China(LH2019B020);the Resarch Foundation of Education Bureau of Heilongjiang Province of China(135509505);the Innovation Project of Graduate Education of Qiqihar University(YJSCX2020028)

Abstract

Abstract:

Carbon quantum dots （CQDs） are a category of semiconductor-like nano-materials with small particle sizes， significant photo properties and outstanding charge transportation properties， and have been extensively utilized in the modulation and amelioration for the photovoltaic performance of perovskite solar cells （PSCs）. Herein， on the basis of syntheses， properties and applications of CQDs， this paper mainly reviews the recent progress on the utilization of CQDs in the electron transportation layer （ETL）， perovskite light absorbent layer， hole transportation layer （HTL） of PSCs. Finally， the future development trend of perovskite solar device performance modulation with these CQDs materials is also prospected.

Key words: Carbon quantum dot, Perovskite solar devices, Electron transportation layer, Perovskite light absorbent, Hole transportation layer

CLC Number:

O613

Guo-Hua DONG, Li-Juan HAO, Wen-Zhi ZHANG, Dong-Feng CHAI, Ming ZHAO, Kun LANG. Recent Progress on the Application of Carbon Quantum Dots Nano⁃materials in Lead Halogen Perovskite Solar Photoelectric Devices[J]. Chinese Journal of Applied Chemistry, 2022, 39(5): 707-722.

Figures/Tables 7

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序号 Num	碳纳米材料 Nano carbon materials	结构 Structure	种类 Species	光电转换效率 Photoelectric conversion efficiency/%	文献 Ref.
1	GQDs	FTO/GQDs/TiO₂/Perovskite/Spiro?OMeTAD/Au	平面 Plane	19.11	［95］
2	CDs	FTO/c?TiO₂/m?TiO₂/ CDS/Perovskite/Spiro?OMeTAD/Au	介孔Mesoporous	16.4	［96］
3	CQDs	FTO/m?TiO₂/LPP layer/Redox electrolyte/Counter electrode	介孔Mesoporous	15.1	［97］
4	GQDs	ITO/SnO₂∶GQDs/Perovskite/Spiro?OMeTAD/Au	平面 Plane	20.23	［98］
5	GQDs	FTO/TiO₂/Perovskite/Spiro?OMeTAD/Au	平面 Plane	19.89	［99］
6	GQDs	FTO/Perovskite/Carbon	平面 Plane	4.1	［100］
7	CQDs	FTO/PEDOT∶PSS/Perovskite/PCBM∶CQDs/BCP/Ag	平面 Plane	18.1	［101］
8	CQDs	ITO/SnO₂?RCQs/Perovskite/Spiro/MoO₃/Au	平面 Plane	22.77	［102］
9	g?C₃N₄	ITO/G?SnO₂/Perovskite/Spiro?OMeTAD/Au	平面 Plane	22.13	［103］
10	CQDs	FTO/bl?TiO₂/TiO₂ nanosheets/ZrO₂/Perovskite/Carbon electrode	平面 Plane	7.62	［104］
11	CQDs	FTO/bl?TiO₂/Perovskite/ml?TiO₂/Spiro?OMeTAD/Ag	平面 Plane	15.93	［105］
12	CQDs	FTO/c?TiO₂/TiO₂/Perovskite/Spiro?OMeTAD/Ag	平面 Plane	19.38	［106］
13	GQDs	FTO/TiO₂ NPs/GQDs/Perovskite/Au	平面 Plane	-	［107］
14	CQDs	ITO/PCB61M/Perovskite/NiO _x /Ag	反向 Inversion	18.24	［109］
15	CQDs	ITO/PTAA/Perovskite+CQDs/Ti/Cu	平面 Plane	19.17	［111］
16	g?CNQDs	FTO/SnO₂/g?CNQD/Perovskite/Spiro?OMeTAD/Au	平面 Plane	21.23	［112］
17	CQDs	FTO/d?TiO₂/mp?TiO₂/Perovskite/HTM/Au	平面 Plane	3	［113］
18	GQDs	FTO/c?TiO₂/Perovskite（GQDs）/Spiro?OMeTAD/Au	平面 Plane	18.9	［115］
19	E?g?C₃N₄	FTO/TiO₂/Perovskite（E?g?C₃N₄）/Spiro?OMeTAD/Au	平面 Plane	15.8	［116］
20	CQDs	ITO/NiO/Perovskite/PCBM/BCP/Ag	平面 Plane	17.02	［117］
21	CQDs	FTO/GO/C?dots/Perovskite/PCBM/Ag	平面 Plane	16.2	［118］

序号 Num	碳纳米材料 Nano carbon materials	结构 Structure	种类 Species	光电转换效率 Photoelectric conversion efficiency/%	文献 Ref.
1	GQDs	FTO/GQDs/TiO₂/Perovskite/Spiro?OMeTAD/Au	平面 Plane	19.11	［95］
2	CDs	FTO/c?TiO₂/m?TiO₂/ CDS/Perovskite/Spiro?OMeTAD/Au	介孔Mesoporous	16.4	［96］
3	CQDs	FTO/m?TiO₂/LPP layer/Redox electrolyte/Counter electrode	介孔Mesoporous	15.1	［97］
4	GQDs	ITO/SnO₂∶GQDs/Perovskite/Spiro?OMeTAD/Au	平面 Plane	20.23	［98］
5	GQDs	FTO/TiO₂/Perovskite/Spiro?OMeTAD/Au	平面 Plane	19.89	［99］
6	GQDs	FTO/Perovskite/Carbon	平面 Plane	4.1	［100］
7	CQDs	FTO/PEDOT∶PSS/Perovskite/PCBM∶CQDs/BCP/Ag	平面 Plane	18.1	［101］
8	CQDs	ITO/SnO₂?RCQs/Perovskite/Spiro/MoO₃/Au	平面 Plane	22.77	［102］
9	g?C₃N₄	ITO/G?SnO₂/Perovskite/Spiro?OMeTAD/Au	平面 Plane	22.13	［103］
10	CQDs	FTO/bl?TiO₂/TiO₂ nanosheets/ZrO₂/Perovskite/Carbon electrode	平面 Plane	7.62	［104］
11	CQDs	FTO/bl?TiO₂/Perovskite/ml?TiO₂/Spiro?OMeTAD/Ag	平面 Plane	15.93	［105］
12	CQDs	FTO/c?TiO₂/TiO₂/Perovskite/Spiro?OMeTAD/Ag	平面 Plane	19.38	［106］
13	GQDs	FTO/TiO₂ NPs/GQDs/Perovskite/Au	平面 Plane	-	［107］
14	CQDs	ITO/PCB61M/Perovskite/NiO _x /Ag	反向 Inversion	18.24	［109］
15	CQDs	ITO/PTAA/Perovskite+CQDs/Ti/Cu	平面 Plane	19.17	［111］
16	g?CNQDs	FTO/SnO₂/g?CNQD/Perovskite/Spiro?OMeTAD/Au	平面 Plane	21.23	［112］
17	CQDs	FTO/d?TiO₂/mp?TiO₂/Perovskite/HTM/Au	平面 Plane	3	［113］
18	GQDs	FTO/c?TiO₂/Perovskite（GQDs）/Spiro?OMeTAD/Au	平面 Plane	18.9	［115］
19	E?g?C₃N₄	FTO/TiO₂/Perovskite（E?g?C₃N₄）/Spiro?OMeTAD/Au	平面 Plane	15.8	［116］
20	CQDs	ITO/NiO/Perovskite/PCBM/BCP/Ag	平面 Plane	17.02	［117］
21	CQDs	FTO/GO/C?dots/Perovskite/PCBM/Ag	平面 Plane	16.2	［118］

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Recent Progress on the Application of Carbon Quantum Dots Nano⁃materials in Lead Halogen Perovskite Solar Photoelectric Devices

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Figures/Tables 7

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