Colloidal quantum dots (CQDs) are receiving great attention as promising nanomaterials for optoelectronic applications due to their unique electronic properties and straightforward processability. Despite extensive global research and significant progress in the surface chemistry and device architecture of CQDs, meeting the future demands for stability and device performance continues to be a challenge. Recently, innovative matrix engineering strategies that introduce a dot-in-perovskite structure have been recognized as breakthroughs in overcoming these challenges. This review chronicles the advancements of CQD-perovskite hybrids and discusses future perspectives, particularly regarding lead sulfide (PbS) CQDs for infrared photovoltaic applications.
REFERENCES
1.
W.
Shockley
and
H. J.
Queisser
, J. Appl. Phys.
32
, 510
–519
(1961
).2.
A.
De Vos
and
H.
Pauwels
, Appl. Phys.
25
, 119
–125
(1981
).3.
E.
Semonin
,
J. M.
Luther
, and
M. C.
Beard
, Mater. Today
15
, 508
(2012
).4.
G.
Konstantatos
,
I.
Howard
,
A.
Fischer
,
S.
Hoogland
,
J.
Clifford
,
E.
Klem
,
L.
Levina
, and
E. H.
Sargent
, Nature
442
, 180
(2006
).5.
R. D.
Schaller
and
V. I.
Klimov
, Phys. Rev. Lett.
92
, 186601
(2004
).6.
M. C.
Beard
,
K. P.
Knutsen
,
P.
Yu
,
J. M.
Luther
,
Q.
Song
,
W. K.
Metzger
,
R. J.
Ellingson
, and
A. J.
Nozik
, Nano Lett.
7
, 2506
–2512
(2007
).7.
D. J.
Norris
and
M. G.
Bawendi
, Phys. Rev. B.
53
, 16338
–16346
(1996
).8.
S. W.
Baek
,
J. H.
Song
,
W.
Choi
,
H.
Song
,
S.
Jeong
, and
J. Y.
Lee
, Adv. Mater.
27
, 8102
(2015
).9.
D.
Zhao
,
J.
Huang
,
R.
Qin
,
G.
Yang
, and
J.
Yu
, Adv. Opt. Mater.
6
, 1800979
(2018
).10.
J.
Kim
,
S.
Han
,
G.
Lee
,
J.
Choi
,
M.
Ko
, and
Y.
Kim
, Chem. Eng. J.
448
, 137672
(2022
).11.
L.
Duan
,
L.
Hu
,
X.
Guan
,
C.-H.
Lin
,
D.
Chu
,
S.
Huang
,
X.
Liu
,
J.
Yuan
, and
T.
Wu
, Adv. Energy Mater.
11
, 2100354
(2021
).12.
M.
Yuan
,
M.
Liu
, and
E. H.
Sargent
, Nat. Energy
1
, 16016
(2016
).13.
Y.
Kim
,
M.-J.
Choi
, and
J.
Choi
, J. Mater. Sci. Technol.
147
, 224
–240
(2023
).14.
P. R.
Brown
,
D.
Kim
,
R. R.
Lunt
,
N.
Zhao
,
M. G.
Bawendi
,
J. C.
Grossman
, and
V.
Bulovic
, ACS Nano
8
, 5863
–5872
(2014
).15.
M. A.
Hines
and
G. D.
Scholes
, Adv. Mater.
15
, 1844
–1849
(2003
).16.
Z.
Ning
,
O.
Voznyy
,
J.
Pan
,
S.
Hoogland
,
V.
Adinolfi
,
J.
Xu
,
M.
Li
,
A. R.
Kirmani
,
J. P.
Sun
,
J.
Minor
,
K. W.
Kemp
,
H.
Dong
,
L.
Rollny
,
A.
Labelle
,
G.
Carey
,
B.
Sutherland
,
I.
Hill
,
A.
Amassian
,
H.
Liu
,
J.
Tang
,
O. M.
Bakr
, and
E. H.
Sargent
, Nat. Mater.
13
, 822
(2014
).17.
C. H.
Chung
,
P. R.
Brown
,
V.
Bulovic
, and
M. G.
Bawendi
, Nat. Mater.
13
, 796
(2014
).18.
M.
Liu
,
O.
Voznyy
,
R.
Sabatini
,
F. P. G.
de Arquer
,
R.
Munir
,
A. H.
Balawi
,
X.
Lan
,
F.
Fan
,
G.
Walters
,
A. R.
Kirmani
,
S.
Hoogland
,
F.
Laquai
,
A.
Amassian
, and
E. H.
Sargent
, Nat. Mater
16
, 258
(2017
).19.
Y.
Kim
,
F.
Che
,
J. W.
Jo
,
J.
Choi
,
F. P.
Garcia de Arquer
,
O.
Voznyy
,
B.
Sun
,
J.
Kim
,
M. J.
Choi
,
R.
Quintero-Bermudez
,
F.
Fan
,
C. S.
Tan
,
E.
Bladt
,
G.
Walters
,
A. H.
Proppe
,
C.
Zou
,
H.
Yuan
,
S.
Bals
,
J.
Hofkens
,
M. B. J.
Roeffaers
,
S.
Hoogland
, and
E. H.
Sargent
, Adv. Mater.
31
, 1805580
(2019
).20.
M. J.
Choi
,
F. P.
Garcia de Arquer
,
A. H.
Proppe
,
A.
Seifitokaldani
,
J.
Choi
,
J.
Kim
,
S. W.
Baek
,
M.
Liu
,
B.
Sun
,
M.
Biondi
,
B.
Scheffel
,
G.
Walters
,
D. H.
Nam
,
J. W.
Jo
,
O.
Ouellette
,
O.
Voznyy
,
S.
Hoogland
,
S. O.
Kelley
,
Y. S.
Jung
, and
E. H.
Sargent
, Nat. Commun.
11
, 103
(2020
).21.
J.
Choi
,
M. J.
Choi
,
J.
Kim
,
F.
Dinic
,
P.
Todorovic
,
B.
Sun
,
M.
Wei
,
S. W.
Baek
,
S.
Hoogland
,
F. P. G.
de Arquer
,
O.
Voznyy
, and
E. H.
Sargent
, Adv. Mater.
32
, 1906497
(2020
).22.
B.
Kim
,
S. W.
Baek
,
C.
Kim
,
J.
Kim
, and
J. Y.
Lee
, Adv. Energy Mater.
12
, 2102689
(2022
).23.
H. R.
You
,
S.
Lee
,
D. H.
Lee
,
G.
Murali
,
A. S.
Nissimagoudar
,
Y.
Kim
,
S.
Park
,
J.
Lee
,
S. J.
Kim
,
J. Y.
Park
,
B. J.
Moon
,
Y. H.
Park
,
S.-K.
Kim
,
H. N.
Yu
,
H. J.
Kim
,
W.
Lee
,
G.
Ham
,
H.
Lee
,
S.-C.
Lee
,
H.
Cha
,
J.
Lim
,
Y.
Gogotsi
,
T. K.
An
,
I.
In
, and
J.
Choi
, Adv. Energy Mater.
13
, 2301648
(2023
).24.
C.
Wang
,
Q.
Wu
,
Y.
Wang
,
Z.
Wang
,
H.
Li
,
X.
Li
,
X.
Chen
,
C.
Wang
,
Y.
Liu
, and
X.
Zhang
, Adv. Funct. Mater.
34
, 2315365
(2024
).25.
E. J.
Lee
,
W.
Lee
,
T. H.
Yun
,
H. R.
You
,
H. J.
Kim
,
H. N.
Yu
,
S.-K.
Kim
,
Y.
Kim
,
H.
Ahn
,
J.
Lim
,
C.
Yim
, and
J.
Choi
, Small
20
, 2400380
(2024
).26.
J.
Liu
,
K.
Xian
,
L.
Ye
, and
Z.
Zhou
, Adv. Mater.
33
, 2008115
(2021
).27.
Z.
Ning
,
X.
Gong
,
R.
Comin
,
G.
Walters
,
F.
Fan
,
O.
Voznyy
,
E.
Yassitepe
,
A.
Buin
,
S.
Hoogland
, and
E. H.
Sargent
, Nature
523
, 324
–328
(2015
).28.
Z.
Yang
,
A.
Janmohamed
,
X.
Lan
,
F. P. G.
de Arquer
,
O.
Voznyy
,
E.
Yassitepe
,
G.-H.
Kim
,
Z.
Ning
,
X.
Gong
,
R.
Comin
, and
E. H.
Sargent
, Nano Lett.
15
, 7539
–7543
(2015
).29.
S.-S.
Li
,
C.-H.
Chang
,
Y.-C.
Wang
,
C.-W.
Lin
,
D.-Y.
Wang
,
J.-C.
Lin
,
C.-C.
Chen
,
H.-S.
Sheu
,
H.-C.
Chia
,
W.-R.
Wu
,
U.-S.
Jeng
,
C.-T.
Liang
,
R.
Sankar
,
F.-C.
Chou
, and
C.-W.
Chen
, Energy Environ. Sci.
9
, 1282
–1289
(2016
).30.
X.
Gong
,
Z.
Yang
,
G.
Walters
,
R.
Comin
,
Z.
Ning
,
E.
Beauregard
,
V.
Adinolfi
,
O.
Voznyy
, and
E. H.
Sargent
, Nat. Photon.
10
, 253
–257
(2016
).31.
Y.-K.
Jung
,
K. T.
Butler
, and
A.
Walsh
, J. Phys. Chem. C.
121
, 27351
–27356
(2017
).32.
M.
Sytnyk
,
S.
Yakunin
,
W.
Schöfberger
,
R. T.
Lechner
,
M.
Burian
,
L.
Ludescher
,
N. A.
Killilea
,
A.
YousefiAmin
,
D.
Kriegner
,
J.
Stangl
,
H.
Groiss
, and
W.
Heiss
, ACS Nano.
11
, 1246
–1256
(2017
).33.
X.
Zhang
,
J.
Zhang
,
D.
Phuyal
,
J.
Du
,
L.
Tian
,
V. A.
Öberg
,
M. B.
Johansson
,
U. B.
Cappel
,
O.
Karis
,
J.
Liu
,
H.
Rensmo
,
G.
Boschloo
, and
E. M. J.
Johansson
, Adv. Energy Mater.
8
, 1702049
(2018
).34.
M.
Liu
,
Y.
Chen
,
C.-S.
Tan
,
R.
Quintero-Bermudez
,
A. H.
Proppe
,
R.
Munir
,
H.
Tan
,
O.
Voznyy
,
B.
Scheffel
,
G.
Walters
,
A. P. T.
Kam
,
B.
Sun
,
M.-J.
Choi
,
S.
Hoogland
,
A.
Amassian
,
S. O.
Kelley
,
F. P.
García de Arquer
, and
E. H.
Sargent
, Nature
570
, 96
–100
(2019
).35.
E. A.
Gaulding
,
X.
Chen
,
Y.
Yang
,
S. P.
Harvey
,
B.
To
,
Y.-H.
Kim
,
M. C.
Beard
,
P. C.
Sercel
, and
J. M.
Luther
, ACS Mater. Lett.
2
, 1464
–1472
(2020
).36.
M.
Albaladejo-Siguan
,
D.
Becker-Koch
,
A. D.
Taylor
,
Q.
Sun
,
V.
Lami
,
P. G.
Oppenheimer
,
F.
Paulus
, and
Y.
Vaynzof
, ACS Nano.
14
, 384
–393
(2020
).37.
B.
Sun
,
A.
Johnston
,
C.
Xu
,
M.
Wei
,
Z.
Huang
,
Z.
Jiang
,
H.
Zhou
,
Y.
Gao
,
Y.
Dong
,
O.
Ouellette
,
X.
Zheng
,
J.
Liu
,
M.-J.
Choi
,
Y.
Gao
,
S. W.
Baek
,
F.
Laquai
,
O. M.
Bakr
,
D.
Ban
,
O.
Voznyy
,
F. P.
García de Arquer
, and
E. H.
Sargent
, Joule.
4
, 1542
–1556
(2020
).38.
C.
Ding
,
D.
Wang
,
D.
Liu
,
H.
Li
,
Y.
Li
,
S.
Hayase
,
T.
Sogabe
,
T.
Masuda
,
Y.
Zhou
,
Y.
Yao
,
Z.
Zou
,
R.
Wang
, and
Q.
Shen
, Adv. Energy Mater.
12
, 2201676
(2022
).39.
D.
Chen
,
Y.
Liu
,
B.
Xia
,
L.
Chen
,
Y.
Yang
,
G.
Yang
,
J.
Liu
,
S.
Lu
,
C.
Ge
,
P.
Liu
,
J.
Yang
,
G.
Liang
,
X.
Lan
,
X.
Zeng
,
L.
Li
,
J.
Zhang
,
Z.
Xiao
,
L.
Gao
, and
J.
Tang
, Adv. Funct. Mater.
33
, 2210158
(2023
).40.
J.
Han
,
S.
Luo
,
X.
Yin
,
Y.
Zhou
,
H.
Nan
,
J.
Li
,
X.
Li
,
D.
Oron
,
H.
Shen
, and
H.
Lin
, Small.
14
, 1801016
(2018
).41.
S.
Masi
,
C.
Echeverría-Arrondo
,
K. M. M.
Salim
,
T. T.
Ngo
,
P. F.
Mendez
,
E.
López-Fraguas
,
D. F.
Macias-Pinilla
,
J.
Planelles
,
J. I.
Climente
, and
I.
Mora-Sero
, ACS Energy Lett.
5
, 418
–427
(2020
).42.
S.
Sun
,
T.
Salim
,
N.
Mathews
,
M.
Duchamp
,
C.
Boothroyd
,
G.
Xing
,
T. C.
Sum
, and
Y. M.
Lam
, Energy Environ. Sci.
7
, 399
–407
(2014
).43.
A.
Kojima
,
K.
Teshima
,
Y.
Shirai
, and
T.
Miyasaka
, J. Am. Chem. Soc.
131
, 6050
–6051
(2009
).44.
H.
Min
,
D. Y.
Lee
,
J.
Kim
,
G.
Kim
,
K. S.
Lee
,
J.
Kim
,
M. J.
Paik
,
Y. K.
Kim
,
K. S.
Kim
,
M. G.
Kim
,
T. J.
Shin
, and
S. I.
Seok
, Nature.
598
, 444
–446
(2021
).45.
J.
Park
,
J.
Kim
,
H.-S.
Yun
,
M. J.
Paik
,
E.
Noh
,
H. J.
Mun
,
M. G.
Kim
,
T. J.
Shin
, and
S. I.
Seok
, Nature.
616
, 724
–727
(2023
).46.
H.
Min
,
M.
Kim
,
S.-U.
Lee
,
H.
Kim
,
G.
Kim
,
K.
Choi
,
J. H.
Lee
, and
S. I.
Seok
, Science.
366
, 749
–753
(2019
).47.
N. J.
Jeon
,
J. H.
Noh
,
W. S.
Yang
,
Y. C.
Kim
,
S.
Ryu
,
J.
Seo
, and
S. I.
Seok
, Nature.
517
, 476
–480
(2015
).48.
M. V.
Dambhare
,
A.
Ugale
,
B. P.
Butey
,
S. P.
Wankhede
, and
S. V.
Moharil
, AIP Conf. Proc.
2974
, 020036
(2024
).49.
Q.
Wang
,
X.
Zheng
,
Y.
Deng
,
J.
Zhao
,
Z.
Chen
, and
J.
Huang
, Joule.
1
, 371
–382
(2017
).50.
G. E.
Eperon
and
D. S.
Ginger
, ACS Energy Lett.
2
, 1190
–1196
(2017
).51.
R. C.
Keitel
,
M. C.
Weidman
, and
W. A.
Tisdale
, J. Phys. Chem. C.
120
, 20341
–20349
(2016
).52.
R.
Ihly
,
J.
Tolentino
,
Y.
Liu
,
M.
Gibbs
, and
M.
Law
, ACS Nano
5
, 8175
–8186
(2011
).53.
M.
Li
,
R.
Sun
,
J.
Chang
,
J.
Dong
,
Q.
Tian
,
H.
Wang
,
Z.
Li
,
P.
Yang
,
H.
Shi
,
C.
Yang
,
Z.
Wu
,
R.
Li
,
Y.
Yang
,
A.
Wang
,
S.
Zhang
,
F.
Wang
,
W.
Huang
, and
T.
Qin
, Nat. Commun.
14
, 573
(2023
).54.
A.
Amat
,
E.
Mosconi
,
E.
Ronca
,
C.
Quarti
,
P.
Umari
,
M. K.
Nazeeruddin
,
M.
Gratzel
, and
F. D.
Angelis
, Nano Lett.
14
, 3608
–3616
(2014
).55.
K.
Schutt
,
P. K.
Nayak
,
A. J.
Ramadan
,
B.
Wenger
,
Y.-H.
Lin
, and
H. J.
Snaith
, Adv. Funct. Mater.
29
, 1900466
(2019
).56.
P.
Reiss
,
M.
Protiere
, and
L.
Li
, Small
5
, 154
–168
(2009
).57.
G. S.
Selopal
,
H.
Zhao
,
Z. M.
Wang
, and
F.
Rosei
, Adv. Funct. Mater.
30
, 1908762
(2020
).58.
P.
Maity
,
T.
Debnath
, and
H. N.
Ghosh
, J. Phys. Chem. C
119
, 26202
(2015
).59.
R. B.
Laghumavarapu
,
A.
Moscho
,
A.
Khoshakhlagh
,
M.
EI-Emawy
,
L. F.
Lester
, and
D. L.
Huffaker
, Appl. Phys. Lett.
90
, 173125
(2007
).60.
E.
Antolin
,
A.
Marti
,
C. D.
Farmer
,
P. G.
Linares
,
E.
Hernandez
,
A. M.
Sanchez
,
T.
Ben
,
S. I.
Molina
,
C. R.
Stanley
, and
A.
Luque
, J. Appl. Phys
108
, 64513
(2010
).61.
J.
Wang
,
I.
Mora-Sero
,
Z. X.
Pan
,
K.
Zhao
,
H.
Zhang
,
Y. Y.
Feng
,
G.
Yang
,
X. H.
Zhong
, and
J.
Bisquert
, J. Am. Chem. Soc.
135
, 15913
(2013
).62.
M.
Li
,
J.
Yan
,
X.
Zhao
,
T.
Ma
,
A.
Zhang
,
S.
Chen
,
G.
Shen
,
G.
Mohamed
,
G.
Khalaf
,
J.
Zhang
,
C.
Chen
,
H.-Y.
Hsu
,
H.
Song
,
P.
Yang
, and
J.
Tang
, Adv. Energy Mater.
14
, 2400219
(2024
).63.
I.
Moreels
,
K.
Lambert
,
D.
Smeets
,
D. D.
Muynck
,
T.
Nollet
,
J. C.
Martins
,
F.
Vanhaecke
,
A.
Vantomme
,
C.
Delerue
,
G.
Allan
, and
Z.
Hens
, ACS Nano
3
, 3023
–3030
(2009
).© 2024 Author(s). Published under an exclusive license by AIP Publishing.
2024
Author(s)
You do not currently have access to this content.
