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共轭聚合物辅助晶界钝化实现高效倒置平面钙钛矿太阳能电池
摘要: 卤化铅钙钛矿薄膜中的晶界会因缺陷介导的离子迁移,在光照条件下导致复合损耗增加和器件稳定性下降。本研究通过全面表征钙钛矿薄膜特性及反式平面钙钛矿太阳能电池(PSCs)性能,探究了共轭聚合物添加剂聚双噻吩酰亚胺(PBTI)在反溶剂处理步骤中的作用。发现PBTI能嵌入晶界,从而提升钙钛矿薄膜结晶度并减少缺陷。PBTI成功钝化缺陷后,复合损耗降低,功率转换效率(PCE)随之提高。此外,其还增强了光致发光稳定性及光照条件下的PSC稳定性——这归因于离子迁移的减少。最优器件PCE达20.67%,显著高于未添加PBTI的对照器件(18.89%);在1倍太阳光照下经过600小时,最优器件仍保持初始效率的70%以上,而对照器件仅剩56%。
关键词: 卤化铅钙钛矿、共轭聚合物、晶界钝化、氧化镍
更新于2025-11-20 15:33:11
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丙烯酸单体中卤化铅钙钛矿纳米立方体的直接热注射合成:用于制备超稳定高亮度纳米晶-聚合物复合薄膜
摘要: 近年来,铅卤钙钛矿纳米晶(NCs)因其优异的光学和光电特性,在基础研究和商业应用中备受关注。然而,经过繁琐的离心、分离和分散过程后,钙钛矿NCs表面的?;ば耘涮寮淄崖?,这严重削弱了其抗光、热、湿气和氧气的稳定性,限制了实际应用。本研究报道了一种无需后处理(即无需离心、分离和分散步骤)的新策略:以可紫外聚合的丙烯酸单体甲基丙烯酸月桂酯(LMA)为溶剂合成CsPbBr3 NCs,随后添加聚酯聚氨酯丙烯酸酯齐聚物、单体(IBOA)和引发剂直接进行紫外聚合,制备NC-聚合物复合薄膜。这些薄膜的光致发光量子产率(85-90%)显著高于传统方法制备的经典NC薄膜(40-50%)——后者采用十八烯(ODE)作为NC合成溶剂并进行后续紫外聚合处理。值得注意的是,这种免后处理策略制备的薄膜展现出卓越的耐强氙灯照射光稳定性,而传统方法制备的薄膜则迅速发生光降解。同时,这些NC-聚合物复合薄膜在50°C水中老化200小时后仍保持良好的耐湿和耐热稳定性。将这些薄膜与K2SiF6:Mn4+(KSF)荧光粉发射体结合,用作液晶显示器中蓝光LED的下转换器,实现了国际照明委员会(CIE)1931色域空间115%的广色域覆盖。该工作为制备超稳定、高亮度的颜色转换NC薄膜提供了简便有效的方法,有助于推动下一代广色域显示器的发展。
关键词: 显示背光、卤化铅钙钛矿、胶体纳米晶体、颜色转换光学薄膜、光稳定性
更新于2025-11-14 17:03:37
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通过采用双空穴注入层提升LARP法合成CsPbBr<sub>3</sub>纳米晶LED的性能
摘要: 卤化铅钙钛矿因其优异性能被视为光电子应用的有前景材料。通过低成本简便的配体辅助再沉淀法(LARP),合成了具有窄粒径分布和窄发射光谱的CsPbBr3纳米晶(NCs)。在倒置结构CsPbBr3 NC发光二极管中,引入1,4,5,8,9,11-六氮杂三亚苯基-六氰基(HAT-CN)/MoO3双空穴注入层(HIL)以增强空穴注入与传输——HAT-CN能高效从空穴传输层提取电子并在该层留下大量空穴。采用双HIL的优化器件其电流效率与功率效率较单HIL器件分别提升1.5倍和1.8倍。研究表明该双HAT-CN/MoO3 HIL能有效促进空穴注入,有望应用于多种其他器件。
关键词: 配体辅助再沉淀法、光电器件应用、卤化铅钙钛矿、CsPbBr3纳米晶体、双空穴注入层、HAT-CN/MoO3
更新于2025-09-23 15:21:01
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卤化铅钙钛矿中强激子-光子耦合的最新进展
摘要: 半导体激子-极化激元源于激子与受限腔光子模的强耦合,不仅在宏观量子效应中具有基础重要性,在超低阈值极化激元激光器、慢光器件和量子光源等领域也拥有广阔应用前景。最新研究表明,金属卤化物钙钛矿因其低成本制备工艺、大激子振子强度及结合能,成为激子-极化激元器件的理想候选材料。本文综述了钙钛矿激子-极化激元及极化激元激光器的最新研究进展,重点讨论平面与纳米线法布里-珀罗微腔中的极化激元特性及其材料与光物理机制,并展望了钙钛矿极化激元研究领域现存挑战。
关键词: 激子-极化激元、低阈值激光器、卤化铅钙钛矿、光学微腔、强光-物质相互作用
更新于2025-09-23 15:21:01
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卤化铅钙钛矿纳米晶薄膜与界面层的放大及多色发射
摘要: 卤化铅钙钛矿在能量收集和照明应用方面具有广阔前景。我们展示了有机-无机或全无机卤化铅钙钛矿纳米晶体薄膜的放大发射现象,并检测到氯/溴钙钛矿界面层产生的多色发射。其中放大发射源于薄膜中多重载流子的空间限域效应,而多色发射则来自界面离子交换层。在薄膜中,放大发射是大量纳米晶体的平均效应,这使我们无法检测到任何光谱窄化现象;相反,在孤立钙钛矿微晶体中则观测到了放大自发辐射(ASE)和光谱窄化。有趣的是,在低强度激发下,钙钛矿纳米晶体薄膜会呈现异常延迟发射,而当激发光强度提高时则会转变为极快的空间限域发射。通过精确检测受照区域及外围的光致发光,我们揭示了薄膜中光生载流子的迁移与限域行为。研究发现,有机-无机钙钛矿薄膜中的载流子迁移效率高于全无机钙钛矿薄膜。
关键词: 空间限制、多色发射、界面离子交换、放大发射、卤化铅钙钛矿、载流子
更新于2025-09-23 15:21:01
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核壳结构卤化铅钙钛矿量子点的最新研究进展综述
摘要: 卤化铅钙钛矿因其高亮度、缺陷容忍性、可调发射波长、高色彩纯度及近单位发光量子产率,在光伏和光电器件中展现出巨大潜力。然而,卤化铅钙钛矿(LHP)稳定性较差,尽管具备其他优异特性,仍受到强烈批评。这种稳定性缺陷引发了大量研究,催生了多种提升稳定性和光致发光量子产率(PLQY)的改性方法。本综述概述了LHP的基本结构与光学特性及其常规合成方法及缺陷,同时探讨了晶体结构、水分、溶剂、光照和温度等导致不稳定性的因素。重点聚焦于近期关于核壳结构LHP改性策略的研究,以提升稳定性和PLQY及其在LED器件中的应用。
关键词: 光致发光、卤化铅钙钛矿、稳定性、核壳结构、量子产率
更新于2025-09-23 15:19:57
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胶体卤化铅钙钛矿量子点吸收截面的测定
摘要: 卤化铅钙钛矿纳米晶体的吸收截面对于理解其光物理性质(尤其是那些依赖于光激发载流子密度的性质)至关重要。尽管这一参数意义重大,但采用不同方法测得的吸收截面数值存在显著差异。本研究通过元素分析和瞬态吸收(TA)饱和法测量了不同尺寸CsPbBr3量子点(QDs)的吸收截面,并与既往文献中基于元素分析和瞬态光致发光(PL)饱和法测得的数据进行对比。细致比对表明:通过元素分析与TA饱和法获得的卤化铅钙钛矿量子点吸收截面数据更为可靠,而既往大量采用PL饱和法测定的数值普遍低估了实际吸收截面值。
关键词: 量子点、吸收截面、光致发光、瞬态吸收、卤化铅钙钛矿
更新于2025-09-23 15:19:57
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卤化铅钙钛矿量子点中的强自旋选择性光学斯塔克效应
摘要: 光学斯塔克效应(OSE)源于跃迁与非共振光场之间的相干非线性相互作用,通?;岬贾略厩芰糠⑸兑?。这种位移可通过所谓的光子修饰态或弗洛凯态图像来理解。由时间周期性光场诱导的微扰会产生一系列以光子能量为间隔的准静态弗洛凯本征态。弗洛凯态与平衡态之间的排斥(杂化)作用会引起平衡态间跃迁的蓝移,如图1a示意图所示。OSE效应本质上是螺旋度选择性的,即左旋圆偏振光仅耦合|0?到|+1?跃迁而不耦合|0?到|-1?跃迁,反之亦然(ket中的数字表示总角动量的方位量子数)。实验上,通过圆偏振瞬态吸收(TA)光谱可便捷观测OSE效应。采用同向圆偏振泵浦-探测构型时,探测脉冲在泵浦脉冲持续期间测量到蓝移跃迁,并能检测到相对于未泵浦光谱的类导数差分光谱(图1b);而若多光子吸收可忽略,反向圆偏振构型则无信号检出。
关键词: 瞬态吸收光谱、光学斯塔克效应、自旋选择性、卤化铅钙钛矿、量子点
更新于2025-09-23 15:19:57
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卤化铅钙钛矿量子点中尺寸和组分依赖的激子自旋弛豫
摘要: 卤化铅钙钛矿中强烈的自旋-轨道耦合既有利于自旋电子学应用中的便捷自旋注入,另一方面也限制了注入自旋的寿命。利用量子点(QDs)对载流子进行全维束缚被视为延长自旋弛豫寿命的有效手段,该方法已在II-VI族和III-V族量子点中得到探索。本研究将该思路应用于胶体卤化铅钙钛矿量子点,通过室温下圆偏振瞬态吸收光谱测量了不同尺寸与组分的量子点激子自旋动力学。值得注意的是,与块体材料相比,CsPbI3和CsPbBr3量子点的自旋寿命分别呈现延长和缩短现象。两种量子点的自旋寿命均随尺寸减小而降低。我们提出了可能的弛豫机制(包括这些量子限域系统特有的机制),这对钙钛矿量子点在自旋相关应用中的使用具有重要启示意义。
关键词: 卤化铅钙钛矿、自旋-轨道耦合、激子自旋动力学、圆偏振瞬态吸收光谱、量子点
更新于2025-09-23 15:19:57
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具有空气稳定发光特性的嵌入式二维钙钛矿纳米片
摘要: 二维(2D)钙钛矿因其激子的巨大振子强度跃迁和高发光特性,成为光电子应用领域极具前景的一类纳米结构。然而,其面临的主要挑战在于表面配体工程和环境稳定性问题。本研究证明,通过将Cs4PbBr6纳米片厚度减至约7.6纳米(该尺度与CsPbBr3的激子玻尔半径相当),可在Cs4PbBr6基质中形成空气稳定的准二维CsPbBr3纳米片(NPLs)。辐射寿命随温度升高呈线性增长的现象证实了激子的二维行为特征。此外,宽带隙的Cs4PbBr6发挥着表面钝化与?;ぷ饔茫沟酶貌牧衔扌杈馄坠碳淳弑赣帕嫉墓庵路⒐庑阅?,并在空气中保持超过一个月的稳定性。本工作展示了一种独特的钙钛矿纳米材料准二维异质结构,既可作为研究激子复合动力学的实验平台,也有望应用于高性能光电器件领域。
关键词: 二维激子、异质结构、发光、卤化铅钙钛矿
更新于2025-09-23 12:17:17