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钙钛矿能源sci期刊封面论文

发布时间:2024-07-07 13:27:55

钙钛矿能源sci期刊封面论文

亦师亦友,可亲可敬。

朱联东,福建长汀人。具有海外博士学位,回国前担任芬兰瓦萨大学助理教授。入选国家级青年人才项目及省级人才项目等高层次人才计划。

主要从事废水培养微藻及污染环境生物修复等研究,在Water Res、Appl. Energy等刊物上以第一(通讯)作者发表SCI论文38篇(中科院1区19篇)。

SCI论文总引用次数2400余次,5篇第一(通讯)作者论文入选ESI高被引论文,1篇入选ESI热点论文,1篇入选封面论文。研究成果曾多次被芬兰Pohjalainen、Ilkka等报纸头版专栏介绍,先后受邀担任Energy Environ等4本SCI期刊的副主编。

现任武汉大学资源与环境科学学院教授,博士生导师,19级环境工程(卓越工程师计划)班班导,获评 2020年度“我心目中的好班导”。

朱老师作为2019环境工程(卓越工程师计划)班班导,在教学过程中有他自己的一套教学方法。

教学过程中最重要一点就是要激发学生的兴趣。 “兴趣是最好的老师”,只有学生们喜欢学才会去学。对于本科生来说,主要要把专业知识打牢,多学一下 基础知识,把知识面拓宽一点。

现在社会高速发展,技术的迭代更新很快,很多技术的内容,目前看起来很新,很漂亮,但是新技术一出来,旧技术很有可能就是一文不值,没有市场。但是万变不离其宗,基础知识在发展过程中永远占据着主导地位。

我们只有把基础打好,在以后学习新技能、新技术时才不会有太大的困难。基础是永远不会过时的,把基础打牢,在之后才能融会贯通,把学过的综合运用起来。

此外, 培养学生的创新思维能力和动手能力也很重要。无论是学生时代还是将来到了工作单位,具有创新思维的人往往优势更大。如果学生能善于思考又有理论基础,动手能力又强,无论将来做什么工作都能够很快地适应,并且能够做得有声有色。

最后,就是 要有一技之长,现在社会的分工越来越明显,社会上需要越来越多精通某一项的专才。全才万里无一,专才每个人都可以达到。

学生要培养自己比别人的“长处”,你会CAD画图、你会数学建模、你会做实验写文章等,这些都是一技之长。拥有一技之长,你才能比别人更具竞争力。

专业课同学们的评价:

老师很平易近人,在做小组ppt展示的时候还为我们买了奖品,记得我们几乎每个人的名字,讲课很清楚,督促我们及时复习,很负责的一位老师。而且老师性格很好,讲课氛围很轻松,课下和我们交流也很多,相处模式很愉快。朱老师让我第一次在大学感受到了班级的温暖!东哥超棒!

老师用幽默风趣的语言带领大家学习,并拓展知识面“非常亲切,亦师亦友”。专业课的同学都表示朱老师亲切温暖,既有渊博的学识又有温润可亲的气质。

以上内容参考 百度百科——武汉大学资源与环境科学学院

近日,南方 科技 大学电子与电气工程系教授陈锐研究团队针对深能级缺陷对钙钛矿结构的稳定性,通过原子层沉积技术(ALD)将钙钛矿微晶包裹在致密的Al2O3膜中,发现钙钛矿微晶在高温下分解的可挥发性气体能被保留在这密封的微环境中。有趣的是,在样品的温度冷却过程中,分解的挥发性气体在应力和氢键引力的作用下重新合成,结构发生了重结晶的现象。通过激光光谱学的手段进行表征,发现大部分深能级缺陷(Deep level trap states,DLTS)被有效消除,晶体结构得到修复,发光性质与其激射稳定性得到较大的增强。相关研究成果以“Self-Structural Healing of Encapsulated Perovskite Microcrystals for Improved Optical and Thermal Stability”为题,以封面论文形式在国际著名学术期刊 Advanced Materials 发表。 钙钛矿材料具有优异的电学和光学性能,在光电器件领域中具有广泛的应用前景。近十几年来,钙钛矿材料与器件的研究迅速开展,器件的性能也得到了很大的提高。随着研究的深入,人们意识到钙钛矿结构稳定性较差,对其光电器件性能的进一步提高及实际应用上造成了一定的影响。因此,提升钙钛矿基光电器件的性能,先要解决钙钛矿结构稳定性差的问题,其中包覆是最为有效且简单的方式。团队最新的研究发现,钙钛矿结构中深能级缺陷的种类和密度对其结构的稳定性影响较大。团队人员利用致密的Al2O3膜层包裹MAPbBr3微晶,形成一个类真空的微环境。当样品温度高于其升华温度(150 ),材料结构会发生分解形成可挥发的CH3NH2和HBr气体。 由于Al2O3膜层的致密性,分解的气体被有效限制,而当样品温度恢复到室温后,发生了晶体结构的自修复,钙钛矿结构中的大部分深能级缺陷被消除,发光性能得到了增强。实验中研究了样品在强光照射下的稳定性和环境稳定性,并对以此微晶为原型的微型激光器的稳定性做出了研究。发现强光照10h后,经过处理的样品发光强度最大增强了14倍,激光性能稳定性可以维持长达2年。这项研究的开展为提升钙钛矿稳定性和器件性能提供了思路,可以拓展到其他的钙钛矿材料体系中,为推进钙钛矿基光电器件的实际应用做出了贡献。 论文第一作者为课题组博士后李如雪(已出站,现为广西 科技 大学电气与信息工程学院副教授),共同第一作者是深圳技术大学新材料与新能源学院副研究员李波波和长春理工大学副研究员方铉。课题组内的研究生时月晴、刘秀也参与了这项工作。这项研究的共同通讯作者为长春理工大学高功率半导体激光国家重点实验室教授魏志鹏。南科大为论文第一单位。 文章链接: 封面链接:

反钙钛矿毕业论文

1. 年产10万吨苯乙烯工艺初步设计 简介:(论文字数:13923,页数:46) 2. 亚硫酸生产工艺设计(1万吨年) 简介:(论文字数:12614,页数:43) 3. 乙醛生产工艺设计(8万吨/年) 简介:(论文字数:15666,页数:49) 4. 膜法除硝中淡盐水的预处理 简介:(论文字数:13025,页数:38) 5. 硫铁矿制硫酸工艺初步设计 简介:(论文字数:15149,页数:62) 6. 年产十万吨PVC中HCl工序的工艺设计 简介:(论文字数:14873,页数:34) 7. 年产10万吨乙炔洁净工艺设计 简介:(论文字数:13187,页数:34) 8. 年产10万吨乙炔工艺设计 简介:(论文字数:13024,页数:33) 9. 20万吨聚氯乙烯生产工艺 简介:(论文字数:19390,页数:44) 10. 脉冲激光沉积法(PLD)制备非晶态BZN薄膜的研究 简介:(论文字数:17096,页数:40) 11. 恒顺达生物能源有限公司安全评价报告 简介:(论文字数:13199,页数:31) 12. 克酮酸的合成研究 简介:(论文字数:8603,页数:23 ) 13. 全膜法工艺在热电厂锅炉补给水系统中的应用及研究 简介:(论文字数:13367,页数:26) 14. 100Kt/a硝基氯苯装置TPS系统工程设计 简介:(论文字数:21679,页数:57) 15. 新井设计 简介:(论文字数:34465,页数:78) 16. 五龙矿 新井采区设计 简介:(论文字数:20446,页数:42) 17. 年产五万吨合成氨变换工段工艺初步设计 简介:(论文字数:10346,页数:37) 18. 高聚物/碳纳米管复合材料研究进展 简介:(论文字数:6289,页数:16 ) 19. 木粉含量对PVC/木粉复合材料性能的影响 简介:(论文字数:5040,页数:11 ) 20. 喜树发根培养及培养基中次生代谢产物的研究 简介:(论文字数:14476,页数:29) 21. 虾下脚料制备多功能叶面肥的研究 简介:(论文字数:12168,页数:25) 22. 缩合型有机硅电子灌封材料交联体系研究 简介:(论文字数:20114,页数:40) 23. 棉籽蛋白接枝丙烯酸高吸水性树脂合成与性能研究 简介:(论文字数:19997,页数:35) 24. 酶法双甘酯的制备 简介:(论文字数:19829,页数:36) 25. 硅酸锆的提纯毕业论文 简介:(论文字数:12630,页数:27) 26. 腐植酸钾/凹凸棒/聚丙烯酸复合吸水树脂的合成及性能研究 简介:(论文字数:31673,页数:49) 27. 羟基磷灰石的制备及对4-硝基苯酚吸附性能的研究 简介:(论文字数:20776 页数:43) 28. 铝合金阳极氧化及封闭处理 简介:(论文字数:25561,页数:51) 29. 贝氏体白口耐磨铸铁磨球的研究 简介:(正文字数:16247,页数:39) 30. 80KW等离子喷涂设备的调试与工艺试验 简介:(正文字数:18733,页数:37) 31. 2800NM3/h高温旋风除尘器开发设计 简介:(正文字数:14802,页数:58) 32. 玻纤增强材料注塑成型工艺特点的研究 简介:(论文字数:6984,页数:13 ) 33. 年处理30万吨铜选矿厂设计 简介:(论文字数:14063,页数:50) 34. 年处理60万吨铁选厂毕业设计 简介:(论文字数:13536,页数:54) 35. 广东省韶关市大宝山铜铁矿井下开采设计 简介:(论文字数:53605页数:140) 36. 日处理1750吨铅锌选矿厂设计 简介:(字数:37308,页数:89) 37. 6000t/a聚氯乙烯乙炔工段初步工艺设计 简介:(字数:26743,页数:61) 38. 年产50万吨焦炉鼓冷工段工艺设计 简介:(字数:33226,页数:49) 39. 年产25万吨合成氨铜洗工段工艺设计 简介:(字数:23904,页数:55) 40. PX装置异构化单元反应器进行自动控制系统设计 简介:(字数:17463,页数:53) 41. PX装置异构化单元脱庚烷塔自动控制系统设计 简介:(字数:22340,页数:54) 42. 金属纳米催化剂的制备及其对环己烷氧化性能的影响 简介:(字数:三万,页数:66 ) 43. 高温高压条件下浆态鼓泡床气液传质特性的研究 简介:(字数:25168.页数:60) 44. 新型纳米电子材料的特性、发展及应用 简介:(字数:8679.页数:10 ) 45. 发达国家安全生产监督管理体制的研究 简介:(字数:17272,页数:22) 46. 工伤保险与事故预防 简介:(字数:15867,页数:20) 47. 氯气生产与储存过程中危险性分析及其预防 简介:(字数:13643,页数:23) 48. 无公害农产品的发展与检测 简介:(字数:9767,页数:16 ) 49. 环氧乙烷工业设计 简介:(字数:20472,页数:67) 50. 年产21000吨乙醇水精馏装置工艺设计 简介:(字数:13464.页数:56) 51. 年产26000吨乙醇精馏装置设计 简介:(论文字数:10089,页数:55) 52. 高层大厦首层至屋面消防给水工程设计 简介:(论文字数:14582,页数:38) 53. 某市航空发动机组试车车间噪声控制设计 简介:(论文字数:11156,页数:36) 54. 一株源于厌氧除磷反应器NL菌的鉴定及活性研究 简介:(论文字数:12064,页数:28) 55. 一株新的短程反硝化聚磷菌的鉴定及活性研究 简介:(论文字数:10316,页数:30) 56. 广州地区酸雨特征及其与气象条件的关系 简介:(论文字数:9031,页数:19 ) 57. 超声协同硝酸提取城市污泥重金属的研究 简介:(论文字数:10981,页数:27) 58. 脱氨剂和铁碳法处理稀土废水氨氮的研究 简介:(论文字数:8209.页数:21 ) 59. 稀土超磁致伸缩材料扬声器研制 简介:(论文字数:19332,页数:29) 60. 纳米氧化铋的发展 简介:(论文字数:18508,页数:39) 61. 海泡石TiO2光敏催化剂的制备及其研究 简介:(论文字数:15350,页数:35) 62. 超磁致伸缩复合材料的制备 简介:(论文字数:22379,页数:35) 63. 钙钛矿型无铅压电陶瓷的制备和性能研究毕业论文 简介:(论文字数:35682,页数:58) 64. APCVD法在硅基板上制备硅化钛纳米线 简介:(论文字数:18638,页数:36) 65. 浅层地热能在热水系统中的利用初探及其工程设计 简介:(论文字数:34502,页数:58) 66. 输配管网的软件开发 简介:(论文字数:24729,页数:59) 67.乙二醇乙醚乙酸酯的合成及分析 (字数:17018,页数:35) 68.四(m-氯苯基)卟啉及其锰络合物的合成 (字数:15464,页数:36)

他回国后投身于国内的科研技术研究,并且担任电子科技大学的导师。为国家的建设做出一份努力。

1、首先将cs3bibr9前驱体二甲基亚砜溶液填充至聚苯乙烯微球模板中。2、其次将二甲基亚砜溶液完全挥发,再利用聚苯乙烯微球为模板,采用溶胶凝胶法制备无机钙钛矿反蛋白石材料。3、最后使用无机钙钛矿IO结构进行制作钙钛矿反蛋白石。

无机卤素钙钛矿的研究论文

全无机钙钛矿(CsPbX3,X=Cl,Br,I)纳米棒(NRs)不仅保留了其固有的优点,如高的光致发光量子产率和宽波长可调性,而且还具有优异的光物理性质,包括其极强的多光子吸收(MPA)。然而,CsPbX3-NRs的光谱动力学和MPA特性还没有得到充分的研究。

近期,来自深圳大学的研究者报道了CsPb()3,CsPbr3和CsPb()3NRs的飞秒光谱动力学特性,包括它们对热载流子冷却、双激子寿命和双激子结合能的影响。有趣的是,虽然这三种钙钛矿型NRs的直径和长度相似,但它们的非线性光学性质却有显著差异,其中CsPb()3的MPA截面最大。此外,还研究了CsPb()3和CsPbBr3-NRs的多光子激发受激发射。 这项工作表明CsPbX3(X=Cl,Br,I)NRs是 探索 其在不同光电器件中应用的理想候选材料 。相关论文题目以“Spectral Dynamics and Multiphoton Absorption Properties of All-Inorganic Perovskite Nanorods”发表在The Journal of Physical Chemistry Letters 期刊上。

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此外,据报道,与立方晶体相比半导体可以强的一维量子限制作用,可以更有效地放大其多光子吸收(MPA)。据报道,使用CsPbBr3 NRs作为激发介质的激发,没有针对多光子激发的工作,与单光子激发相比,它在生物成像应用中可以提供更大的穿透深度和更高的空间分辨率。在研究多光子激发之前,必须先考虑钙钛矿的形状或/和组成对其MPA的影响。尽管以前的文献已经证明了具有立方和二维几何形状的不同钙钛矿型的MPA特性取得了显着进步,但仍缺乏对一维NR对应物的相关研究,必须加以解决。深入了解半导体中典型载流子动力学过程的起源,影响因素和寿命,包括辐射跃迁和非辐射跃迁,对于拓宽它们的相关应用至关重要。

图1。描述(a)CsPb()3NRs,(b)CsPbr3 NRs和(c)CsPb()3NRs原子分辨率的TEM图像。(d)CsPb()3NRs,(e)CsPbr3 NRs和(f)CsPb()3NRs的HR-TEM图像。

图2。(a)CsPb()3,(b)CsPbr3和(c)CsPb()3NRs在350 nm激发下的早期延时二维fs-TA光谱。(d)CsPb()3、(e)CsPbr3和(f) CsPb()3NRs的载体冷却工艺。通过对早期ps时间尺度上光谱演化数据提取的GSB进行拟合,得到了相应的冷却时间值。

图3。(a)CsPb()3,(b)CsPbr3和(c)CsPb()3NRs固体薄膜在400 nm激发下的泵浦强度依赖的PL光谱。插图显示了光致发光强度与泵浦强度和发射图像的关系图。(d)CsPb()3,(e)CsPbr3和(f)CsPb()3NRs固体薄膜在800nm激发下的光致发光谱。插图显示PL强度图与泵浦光强度和发射图像的对比。

(文:爱新觉罗星)

LED灯和显示器,以及高质量的太阳能电池板诞生于半导体的一场革命,它能有效地将能量转换为光,反之亦然。现在,下一代半导体材料即将问世。在一项新的研究中,研究人员发现,在他们改造照明技术和光电技术的潜力背后,隐藏着古怪的物理现象。将这些新兴所谓“混合半导体”的量子特性与其已有的进行比较,就像是将莫斯科芭蕾舞团比作千斤短跳。由乔治亚理工学院的研究人员领导的一个物理化学家团队称,由量子粒子组成的旋转团在这些新兴材料中波动,可以轻松地创造出非常理想的光电特性,这些相同的性质在现有半导体中是不现实的。

博科园-科学科普:在这些新材料中移动的粒子也参与了材料本身的量子运动,类似于舞蹈者吸引地板与他们一起跳舞。研究人员能够测量舞蹈引起的材料的模式,并将其与新兴材料的量子特性和引入材料的能量联系起来。这些见解可以帮助工程师有效地研究新型半导体。这种新兴材料能够容纳类似于舞者各种古怪的量子粒子运动,这与它在分子水平上的不寻常的灵活性直接相关,就像加入舞蹈的舞池一样。相比之下,现有半导体具有刚性的、直线排列的分子结构,这使得跳舞变成了量子粒子。研究人员检测的混合半导体被称为卤化物有机-无机钙钛矿(HOIP),这将在底部与“混合”半导体名称一起详细解释。

“混合”半导体是将半导体中常见晶体晶格与一层具有创新弹性的材料结合在一起。提升机不仅具有独特的光亮度和节能性能,而且易于生产和应用。乔治亚理工大学化学与生物化学学院的教授卡洛斯·席尔瓦说:一个令人信服的优势是,提升机是在低温下制造,并在溶液中进行处理。生产它们所需的能源要少得多,而且可以大批量生产。席尔瓦与乔治亚理工学院和意大利理工学院的Ajay Ram Srimath Kandada共同领导了这项研究。大多数半导体的小批量生产都需要很高温度,而且它们的表面很硬,但可以在起重机上涂上油漆来生产led、激光器,甚至是窗户玻璃,这些玻璃可以发出从海蓝宝石到紫红色的任何颜色的光。

吊装照明可能只需要很少的能源,而太阳能电池板制造商可以提高光电效率,降低生产成本。由佐治亚理工学院领导的研究小组包括来自比利时蒙斯大学和意大利理工学院研究人员。研究结果于2019年1月14日发表在《自然材料》上。这项研究由美国国家科学基金会、欧盟地平线2020、加拿大自然科学和工程研究理事会、丰德魁北克的pour la Recherche和比利时联邦科学政策办公室资助。光电器件中的半导体可以把光转换成电,也可以把电转换成光。研究人员专注于与后者相关的过程:光发射。让一种材料发光的诀窍,从广义上说,就是把能量应用到材料中的电子上,这样它们就能从围绕原子的轨道上获得量子跃迁,然后当它们跳回到空出的轨道上时,就能以光的形式释放出这种能量。

已建立的半导体可以在严格限制电子运动范围的材料区域捕获电子,然后将能量应用到这些区域,使电子一致地进行量子跃迁,在它们一致地跳下来时发出有用的光。这些是量子阱,材料的二维部分限制了这些量子特性,从而产生了这些特殊的光发射特性。有一种可能更具吸引力的发光方式,这也是新型混合半导体的核心优势。一个电子带负电荷,它被能量激发后空出的轨道叫做电子空穴。电子和空穴可以相互旋转形成一种假想粒子,或准粒子,称为激子。激子的正负吸引被称为结合能,这是一种非常高能的现象,这使得激子非常适合发光。当电子和空穴重新结合时,空穴释放出结合能来发光。但通常,激子很难在半导体中保持。

传统半导体中的激子特性只有在极冷温度下才稳定,但在提升过程中,激子性质在室温下非常稳定。激子从原子中释放出来并在物质中移动。此外,HOIP中的激子可以围绕其他激子旋转,形成准粒子,即双激子。还有更多。激子也会围绕材料晶格中的原子旋转。就像电子和电子空穴产生激子一样,激子绕原子核旋转会产生另一种准粒子,叫做极化子。所有这些作用都会导致激子向极化子转变。我们甚至可以说一些激子呈现出一种“极化子”的细微差别。使所有这些动力学更加复杂的是,提升装置充满了正离子和负离子。这些量子舞蹈的华丽对材料本身有着至关重要的影响。

不同寻常的是,材料中的原子与电子、激子、双激子和极化子共舞,在材料中产生了重复的纳米级凹痕,这些凹痕可以作为波型观察到,随着能量的增加,这些凹痕会发生位移和通量。在基态下,这些波型会以某种方式呈现,但随着能量的增加,激子的表现会有所不同。这改变了波浪模式,这就是我们所测量的。这项研究的关键观察结果是,波型随激子类型(激子、双激子、极化子/非极化子)的不同而变化。这些凹痕也会抓住激子,减缓它们在材料中的移动速度,所有这些华丽的动力学可能会影响光发射的质量。

该材料为卤化物有机-无机钙钛矿,是由两个无机晶格层构成的夹层,中间夹有一些有机材料,形成有机-无机杂化材料,量子作用发生在晶格中。中间的有机层就像一层橡皮筋,使水晶格子变成一个摇摆但稳定的舞池。此外,提升机与许多非共价键连接在一起,使材料柔软。晶体的单个单位以一种叫做钙钛矿形式存在,它是一种非常均匀的钻石形状,中间是一种金属,而像氯或碘这样的卤素在点上,因此被称为“卤化物”,在这项研究中,研究人员使用了含有公式(PEA)2PbI4的二维模型。

博科园-科学科普|研究/来自:乔治亚理工学院

Ben Brumfield, Georgia Institute of Technology

参考期刊文献:《Nature Materials》

论文DOI:

博科园-传递宇宙科学之美

sci论文期刊封面

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钙钛矿太阳电池研究进展论文题目

三维有机-无机复合钙钛矿太阳能电池(PSCs)由于其优异的能量转换效率(PCE)、低成本和低温溶液可加工性而引起了人们的极大兴趣。在过去的几年里,3D有机-无机复合钙钛矿太阳能电池的PCE从迅速增加到,非常接近记录的单晶硅太阳能电池。然而,由于其固有的结构特性,3D钙钛矿太阳能电池的PCE仍然很高。

来自中山大学的学者研究表明,基于2-二乙氨基乙基氯化阳离子的一维钙钛矿结构可以作为模板诱导出一维@三维钙钛矿结构, 从而使钙钛矿薄膜的表面结构更加光滑,电荷载流子寿命更长,残余拉应变更小,表面缺陷密度降低 。在此基础上,实现了高效率、高稳定性的1D@3DPSC,重复性好,在标准单日照条件下的功率转换效率(PCE)达到。在环境空气、85 C和光照条件下,未封装的优化器件分别在2100、2200和2200h内保持了、和的初始PCE。相关论文以“Perovskitoid-Templated Formation of a 1D@3D Perovskite Structure toward Highly Efcient and Stable Perovskite Solar Cells”标题发表在Advanced Energy Materials。

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图)沿不同方向观察的DEAECPbI3钙钛矿的晶体结构。D)计算和实验了DEAECPbI3晶体的XRD图谱。E)不同浓度DEAECCl的钙钛矿薄膜(100 退火40min)的X射线衍射图谱。F)从(E)中提取的(001)/(011)X射线衍射峰强度比。G)不同温度下退火的钙钛矿薄膜的X射线衍射图谱。H)DEAECCl、DEAECClPbI2、DEAECCl FAI、FAIPbI2和FAI在DMSO-d6溶液中的1H NMR谱。标记了对应于H2O(#)和DMSO(*)的峰。I-L)未加(对照)和不同DEAECCl浓度的钙钛矿膜的顶视扫描电镜图像。M)用20%DEAECCl得到的1D@3D钙钛矿的HRTEM图像。

图,b)钙钛矿型微致发光的高分辨率微致发光成像(25 25µm)。C)钙钛矿薄膜的SSPL谱和d)TRPL谱。(E)钙钛矿型薄膜的Pb 4f芯能级光谱的XPS。F)玻璃/ITO/SnO2/钙钛矿/PCBM/Ag结构的纯电子器件的暗J-V曲线。用C-AFM采集的钙钛矿型薄膜在偏置电压为1V时的形貌(左)和电流(右)分布图(g,h)。

图3。a,b)钙钛矿型薄膜在不同倾角下的GIXRD谱和c)2θ-sin2(ψ)的线性钙钛矿薄片。D)1D@3D钙钛矿薄膜模板化生长过程示意图。

图)具有不同DEAECCl浓度的PSC的光伏参数的统计分布。B)正反向扫描测量含1%DEAECCl的PSCs的J-V曲线。C)EQE谱和d)器件的光强相关VOC。E)开路条件下无密封器件在相对湿度为5-10%的环境下的稳定性。

图,b)钙钛矿型微球在相对湿度为50%RH(相对湿度)的环境条件下老化24小时后的拓扑(左)和IR(右,记录在1469cm 1处,对应于MA的对称NH3弯曲)图像(2 2µm2)。c,d)钙钛矿薄膜在85 C N2环境中和 50%RH条件下老化10天后的X射线衍射图谱。

综上所述,本文引入了一种新的大分子有机铵盐DEAECCl来制备一维钙钛矿结构的DEAECPbI3,它可以作为生长一维@三维钙钛矿结构的模板,得到晶体质量高、稳定性提高的闪亮薄膜。结果表明,该器件在常温、85 和光照下老化2000h后,PCE达到了,保持了初始PCE的90%以上。(文:SSC)

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有机阳离子以及卤素阴离子空位缺陷是制约钙钛矿太阳能电池高效率以及长期稳定性的主要因素,如何同时消除这两种缺陷是当下的难题。基于此,北京大学工学院周欢萍研究员课题组提出一种新的消除机制,即在钙钛矿活性层中引入氟化物,利用氟极高的电负性,实现氟化物同时与有机阳离子形成强氢键以及与铅离子形成强离子键的双重效果。研究从而有效消除了有机阳离子以及卤素阴离子的空位缺陷,大大提升了电池的光电转换效率和长期稳定性。相关研究于2019年5月13日在国际顶级学术期刊《自然能源》( Nature Energy )上发表,题为“Cation and anion immobilization through chemical bonding enhancement with fluorides for stable halide perovskite solar cells”(doi:)。 太阳能作为一种取之不尽用之不竭的清洁能源备受研究人员关注,而将太阳能转换为电能的太阳能电池也是世界上众多课题组青睐的材料。近年来,有机无机杂化钙钛矿太阳能电池以其高效率、低成本的优势获得了学术界和产业界的众多关注,而其光电转换效率也在短短几年内迅速提升至%,是单节电池中当下效率最高的薄膜太阳能电池。 然而,这类电池稳定性不佳是严重阻碍其商业化应用的主要因素。相比于传统无机光伏材料,有机-无机杂化钙钛矿材料晶格较软,且是一种离子晶体,易在外界环境的干扰下发生离子迁移,形成大量的空位缺陷,从而诱导晶格塌缩以及组分分解,从而使其不再具备优异的光电转换能力。 在众多的空位缺陷中,卤素阴离子和有机阳离子空位由于其较低的缺陷形成能而普遍存在于钙钛矿表面以及晶界,该两种空位缺陷不仅会影响太阳能电池的工作效率,且会诱导钙钛矿晶体的进一步退化,形成更多的体相缺陷。针对这两种缺陷之前报道的工作主要集中在钝化单一缺陷,即有机阳离子或卤化物空位,无法做到“鱼与熊掌兼得”。如何同时消除这两种缺陷,实现钙钛矿太阳能电池的更高效率和高稳定性是钙钛矿材料目前最为棘手的问题。针对上述重要问题,周欢萍课题组提出了一种全新的消除机制,即通过在钙钛矿活性层中引入氟化钠,利用氟极高的电负性,实现氟化物同时与有机阳离子形成强氢键以及与铅离子形成强离子键的双重效果。基于此离子键和氢键的化学键调制,可以固定钙钛矿组分中的有机阳离子和卤素阴离子,从而消除了相应的空位缺陷,电池效率和稳定性都得到了明显提升。氟化钠引入的电池器件最高效率达到了%(认证值为%),且没有明显的迟滞现象。同时,引入氟化钠的器件表现出优异的热稳定性和光稳定性,在一个太阳的连续光照射或85°C加热1000小时后,器件仍可分别保持原有效率的95%和90%,在最大功率点处连续工作1000小时后可以保持原有效率的90%。该方法解决了钛矿太阳能电池中限制其稳定性的两个重要因素——有机阳离子和卤素阴离子空位,并可推广至其他的钙钛矿光电器件;且化学键调制的方法对于其他面临类似问题的无机半导体器件也具有重要参考意义。该论文的第一作者是周欢萍课题组的2017级博士生李能旭,周欢萍特聘研究员为通讯作者。合作者还包括埃因霍温理工大学Shuxia Tao课题组和北京理工大学陈棋课题组、北京理工大学洪家旺课题组、香港大学杨世和课题组、中南大学谢海鹏老师、特温特大学Geert Brocks教授等。该工作得到了国家自然科学基金委、 科技 部、北京市自然科学基金、北京市科委、先进电池材料理论与技术北京市重点实验室等联合资助。 周欢萍课题组近期致力于提高钙钛矿太阳能电池的效率和稳定性,取得的一系列重要进展相继在 Science (DOI: ), Nature Energy (DOI: ), Nature Communications (DOI: ;DOI: 和 DOI: ), Advanced Materials (DOI: ), Journal of the American Chemical Society (DOI: ) 上发表。

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