胶体量子点因其带隙可调、多激子效应等独特性质，在光伏领域引起了极大关注。简单可控的合成过程、结晶和成膜过程的去耦、绿色溶剂室温溶液加工等优势使其更兼容于大面积光电器件的高通量印刷制备。然而，在合成过程中，长链绝缘配体的引入抑制了量子点之间的电子耦合，钙钛矿量子点薄膜制备中还需进行繁琐的逐层沉积和固相配体交换，这无疑严重制约了胶体量子点在大面积印刷光电器件中的实际应用。设计并合成稳定的胶体钙钛矿量子点导电墨水，在提高量子点间电子耦合的同时简化薄膜制备工艺，是实现大面积印刷制备光电器件的有效方法。钙钛矿的“软晶格”离子性质及其量子点表面的动态特性，会使它们极易受到极性溶剂的破坏，从而导致量子点聚集甚至相变，因此制备稳定的钙钛矿量子点导电墨水仍然是一个极大的挑战。

针对上述挑战，袁建宇课题组和马万里课题组合作开发了一种序列“酰化—配位”策略（SACP），设计并制备了稳定的钙钛矿量子点导电墨水。通过引入功能性胺（二丙胺）与长链油酸酰化反应，在移除油酸配体的同时，利用量子点表面动态结合过程诱导油胺配体脱附，在此基础上进一步在体系中添加可被非极性溶剂溶解的强亲和Lewis碱（三苯基膦）配体与缺陷配位来修复表面并提高量子点的分散稳定性。该策略展现出了对不同体系钙钛矿量子点（FAPbI3、MAPbI3、CsPbI3）在制备导电墨水的普适性。基于设计合成的稳定的钙钛矿量子点导电墨水，团队开发了一步沉积工艺来制备量子点薄膜，在简化制备工艺的同时，所沉积的薄膜相比于逐层沉积的薄膜展现出更优异的形貌、更高的电导率、更低的缺陷态密度，以及有序的取向组装及均一的能量分布。最终，基于窄带隙FAPbI3钙钛矿量子点导电墨水制备的小面积太阳能电池实现了16.61%（认证16.20%）的光电转换效率，1平方厘米器件实现了14.05%的效率，以及更优异的稳定性。同时，合成的量子点导电墨水可应用于大面积薄膜快速的刮涂制备（速度可达50 mm/s），为新型高效光伏及其他光电器件的高通量制备提供了新的实验路径。相关研究成果在线发表于《自然能源》（Nature Energy）（DOI: 10.1038/s41560-024-01608-5），论文第一作者为纳米科学技术学院2023届博士毕业生张旭良，目前张旭良在学院开展博士后研究工作。

华球体育_华球(中国)公司李有勇教授团队、韩国成均馆大学Doo-Hyun Ko教授团队、香港理工大学Tom Wu教授团队分别在理论计算、形貌表征和器件表征方面为该工作作出了重要贡献，该工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金委员会国际合作项目等基金的支持。