我校化学学院钟新华教授课题组在量子点敏化太阳电池（QDSC）的研究再次取得重大突破，将该类电池光电转换效率记录提升到经国家光伏质检中心认证的11.6%，较先前由该课题组创造的9.0%效率纪录提高了29%。相关研究成果“Zn-Cu-In-Se Quantum Dot Solar Cells with a Certified Power Conversion Efficiency of 11.6%” 在《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上发表 (http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.6b00615)。该工作主要由我校化学院硕士研究生杜骏, 博士研究生杜中林及中科院化学所胡劲松研究员完成, 同时得到了日本Electro-Communications大学 Qing Shen教授, 我校化工学院龙东辉教授,  东南大学孙立涛教授等课题组的通力协作。该研究成果也是化学院龙亿涛教授领衔的基金委创新群体“面向能源的光电转换材料”项目又一新成果。

        QDSC是用半导体量子点作为光捕获材料的敏化太阳电池。由于量子点优异的光电性能及敏化构型对材料纯度的低依赖性，QDSC具有 “高效率、低成本”潜质，因而引起了广泛的关注。虽然近年来QDSC的效率取得了令人鼓舞的进展（从2012的5%提高至数月前的9.0%），但10%转换效率这一太阳电池商业应用的门槛对QDSC来说仍是可望不可及。另一方面目前大部分高效率QDSC均是基于含高毒性铅、镉元素的量子点，这无疑将影响其日后商业应用。基于“绿色”材料理念，该课题组设计合成出具有如下优异光电性能的不含高毒性重金属的Zn-Cu-In-Se (ZCISe)合金量子点光捕获材料：1) ~ 4 nm的小粒径使得量子点在TiO2介孔膜电极高效、快捷沉积；2) 展宽至近红外波长的吸光范围；3）合金结构保证了高效的光生电子注入及有效地抑制了光阳极/电解质界面电荷复合。受益于上述优异的光电性能，组装出的Zn-Cu-In-Se QDSC取得了11.61%的认证效率。这一结果为所有类型量子点太阳电池（包括敏化构型及异质结构型）的最高效率，同时也将QDSC光伏性能第一次提升到了与同类型染料敏化太阳电池相同水平。

        钟新华教授近年来致力于QDSC的研究，提出能带耦合调控电子结构，降低电子态密度抑制复合，增加活性位点提高对电极催化活性等思想，解决了量子点窄带隙与高导带能位顾此失彼的矛盾、高电荷复合、对电极催化活性低等制约QDSC效率的关键科学问题。创造并保持着被同行认定为2012年 (5.4%)，2013年 (6.7%), 2014年 (7.04%), 及2015年 (8.5%) QDSC效率的最高纪录。2012年以来钟新华教授以唯一通讯作者在J. Am. Chem. Soc. (4篇), ACS Nano (4篇) 等期刊发表有关QDSC论文34篇，其中2篇入选ESI “Hot Paper”, 10篇入选ESI “Highly Cited Papers”。