需要具有较低表面配体密度的胶体量子点来制备用于光伏、照明和其他潜在光电应用的活性层。在新兴的钙钛矿量子点（PQD）中，相对于卤化物阴离子，阳离子的扩散被认为具有高能垒。

在此，苏州大学Jianyu Yuan研究了含有甲基铵(MA⁺)和甲脒(FA⁺)有机阳离子的胶体三碘化铅PQD中的快速交叉阳离子交换方法，其交换势垒明显低于无机铯(Cs⁺)-FA⁺和Cs⁺-MA⁺系统。

文章要点

1）第一性原理计算进一步表明，在混合MA⁺-FA⁺ PQD中存在有机阳离子空位的情况下，由于结构畸变的降低以及随之而来的吸引性阳离子-阳离子和阳离子-阴离子相互作用的下降，出现了快速的内部阳离子扩散。

2）结合实验和理论证据，研究人员提出了一种空位辅助交换模型，以了解具有较少表面配体的PQD结构特征和分子间相互作用的影响。最后，为了获得现实的结果，所制备的混合阳离子PQD显示出更好的光稳定性，可以直接应用于一步涂覆光伏和光电探测器器件，使用MA_0.5FA_0.5PbI PQD等实现了15.05%的高光伏效率从可见光到近红外区域的精确可调的探测光谱响应。

参考文献

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