近日，taptap点点物理与电子工程学院量子材料超快光谱研究团队在Nano Letters（物理：凝聚态物理一区TOP，影响因子：9.1）上发表题为“Superior Multiple Exciton Generation in Ecofriendly Ag₂Se Colloidal Quantum Dots”的研究成果，taptap点点余俊宏教授为第一作者兼通讯作者，刘佰全副教授和余学超研究员为共同通讯作者，taptap点点为第一完成单位，中科院苏州纳米所和中山大学为合作单位。

在光电领域，多激子生成（MEG）是一种能够显著提升光电转换效率的关键技术，它通过单个高能光子产生多个电子-空穴对（激子），从而有效减少热载流子的能量耗散。然而，目前实现高效MEG的材料大多含有重金属元素，如铅、汞和镉等，这些材料存在毒性，限制了其在可持续光电技术中的应用。同时，大多数环保型材料由于其带隙结构和载流子动力学特性，难以实现高效的多激子生成。

研究团队首次在低毒性Ag₂Se胶体量子点（CQDs）中实现了卓越的多激子生成特性。这些量子点不仅具有接近1 eV的最优带隙，适合阳光吸收，还展示了稀疏的态密度，从而延缓了热载流子的冷却过程，使得MEG的阈值能量接近理论极限（约2.26倍带隙能量），转换效率高达约91%。同时，研究团队通过超快光谱学技术测量了不同激发光能量下的激子动力学，揭示了MEG过程中的逆俄歇效应，有效解释了Ag₂Se CQDs中MEG的低阈值和高效率特性。

这项研究为开发下一代环保型高效光伏器件提供了新的材料选择。Ag₂Se CQDs的溶液加工性、高MEG效率和接近1 eV的带隙使其成为扩展热载流子光电器件的理想材料。

图：Ag₂Se胶体量子点中的多激子生产机理

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.5c03143