量子点光伏器件主要利用量子点能级与量子点尺寸的关联关系，即量子限制效应，实现对光伏器件吸收层的灵活调节。相对于传统的基于体材料或量子阱的光伏器件，量子点光伏器件波长可调范围大，可实现特殊波段的吸收或宽光谱吸收。量子点光伏器件按应用不同分为量子点光伏太阳能电池和量子点光伏探测器。

①量子点光伏太阳能电池，是典型的第三代光电化学太阳能电池，采用量子点作为光捕获介质，具有多激子效应、吸光范围广和成本低廉等优点。传统太阳能电池光电转换效率低，一个重要因素是其在吸收几倍于带隙能的能量时，仅会产生1个激子而其余能量会以热量的形式损失。量子点材料的多激子效应可在量子点吸收2倍或3倍于其带隙能的能量时，产生2个或3个激子，实现对能量的有效利用，从而提高太阳能电池的光电转换效率。常见的量子点光伏太阳能电池包括具有纳米尺度的硫化铅、硒化铅和钙钛矿等量子点太阳能电池。

②量子点光伏探测器，使用量子点材料作为器件的有源层，通过量子点材料响应入射光，产生光生载流子，并通过PN结收集光生载流子，最终实现将入射光信号转换为电信号。由于量子点材料具有载流子寿命长、暗电流小、工作温度相对较高、探测波长调整灵活、探测波段更广和对垂直入射光敏感等优势，在新一代探测器的应用中有着广阔的前景。量子点光伏探测器的探测波段主要集中于红外光波段，如在砷化镓上生长砷化铟量子点，可实现对1.55微米波长的探测。