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oe1(光电查) - 科学论文

11 条数据
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  • 评估黑磷在环境降解过程中的表面化学性质

    摘要： 黑磷（BP）作为电子、光学和储能应用领域颇具前景的候选材料，但其较差的环境稳定性仍是关键挑战。通过X射线光电子能谱（XPS）和衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）对环境暴露下的少层液相剥离黑磷进行评估，可探究其表面化学特性。液相剥离少层黑磷的氧化过程最初由非桥接氧化物引发，经环境暴露后转化为桥接氧化物。我们证实这些桥接氧化物具有不稳定性，在水解作用下会形成挥发性磷氧化物并从黑磷表面逸出。借助红外光谱、扫描透射电子显微镜和原子力显微镜，确认了通过持续氧化循环形成液态氧化物的过程——该过程最终导致黑磷分解。此外，研究显示少层黑磷的不稳定性源于桥接氧化物的形成。

    关键词： 傅里叶变换红外光谱、黑磷、磷烯、X射线光电子能谱、二维材料、降解、环境稳定性、氧化

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 透明、柔性的MAPbI3钙钛矿微线阵列经超疏水超分子组装钝化，用于稳定且高性能的光电探测器

    摘要： 有机-无机杂化钙钛矿（OHPs）的出现彻底改变了光电器件的潜在性能，但大多数钙钛矿材料不透明且与环境降解敏感，因而无法兼容透明光电子学。本研究基于顺序真空升华技术，通过模板光刻法一步制备出大面积超长MAPbI3钙钛矿微米线阵列。通过新设计合成的透明超分子自组装材料（由两种三脚架状L-Phe-C11H23/C7F15分子混合而成），显著提升了MAPbI3的环境稳定性——该材料接触角达105°，作为超疏水钝化层在环境空气中可维持45天以上。经超分子自组装钝化的MAPbI3微米线阵列首次同时实现了：约89%的优异透光率（550nm波长）、卓越的光响应性能（光开关比~104、响应度789A/W、探测率1014琼斯、线性动态范围~122dB、上升时间432μs）。此外，柔性PET衬底上制备的光电探测器展现出优异机械柔韧性，经1200次以上弯折仍保持稳定。这种可扩展的模板光刻技术和超分子钝化方法，有望推动下一代透明、柔性且稳定的光电子器件发展。

    关键词： 透明度、模板光刻、光电探测器、MAPbI3、超分子自组装、柔韧性、有机-无机杂化钙钛矿、环境稳定性

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 通过调控二维Ruddlesden-Popper钙钛矿形成焓来控制薄膜结构，实现高效稳定的三阳离子钙钛矿太阳能电池

    摘要： 将大体积有机阳离子引入金属卤化物钙钛矿形成二维-三维异质结，显著提高了钙钛矿太阳能电池（PSCs）的稳定性。然而这类电池的光电转换效率（PCEs）通常会因形成的二维结构具有更大的介电限制、更宽的带隙、更高的激子结合能和更低的载流子迁移率而有所牺牲。本研究证明，通过向金属卤化物钙钛矿中引入疏水性多氟代阳离子（CF3CF2CH2NH3+，5F-PA+），可在不损失效率的前提下大幅提升PSCs的环境稳定性。由于多氟代阳离子与钙钛矿形成较大的二维相变焓，此类阳离子会在三维钙钛矿晶界处形成?；げ愣巧啥祁芽蟆；?F-PA0.05[Cs0.05(MA0.17FA0.83)0.95]0.95Pb(Br0.17I0.83)3的器件实现了22.86%的显著提升效率（对照组Cs0.05(MA0.17FA0.83)0.95Pb(Br0.17I0.83)3器件为20.69%）。更重要的是，优化后的器件在65±10%相对湿度的环境条件下存放超过3000小时后仍能保持80%的初始效率，这归功于疏水性氟基团的作用。

    关键词： 功率转换效率、钙钛矿太阳能电池、环境稳定性、多氟化阳离子、二维-三维异质结

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过掺杂诱导形成稳定界面实现高效且稳定性增强的有机光伏器件

    摘要： 柔性有机光伏器件（OPVs）是可穿戴电子设备的理想电源。然而，要在多种应力条件下同时实现高效率与良好稳定性仍具挑战。本研究通过单步退火处理，成功制备出基于非富勒烯共混体系的高效（效率达13.2%）且稳定的OPVs。器件在90°C退火后性能急剧下降，但在150°C退火后完全恢复。玻璃封装的退火OPVs展现出优异的环境稳定性：在常温暗态条件下存放4,736小时后效率仅损失4.8%，估算初始功率转换效率80%（T80）的寿命超过20,750小时；在85°C/30%相对湿度下T80寿命达1,050小时。这种环境稳定性源于供体/受体共混物稳定形貌与掺杂诱导的热稳定界面的协同效应。此外，超柔性OPVs及微型模组在保持高效稳定的同时具备优异机械耐久性，长期运行能力突出，为未来自供电可穿戴电子设备提供了广阔前景。

    关键词： 非富勒烯受体、环境稳定性、超柔性器件、有机光伏、高效率

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于苯并[1,2-b:4,5-b']二呋喃共轭聚合物的14%效率非富勒烯有机太阳能电池

    摘要： 高性能给体聚合物的开发对于实现非富勒烯聚合物太阳能电池（PSCs）的高功率转换效率（PCEs）至关重要。目前，大多数高效PSCs采用苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩（BDT）基共轭聚合物制备。而苯并[1,2-b:4,5-b′]二呋喃（BDF）基共聚物的光伏性能却远落后于BDT基同类材料。本研究设计合成了一种新型BDF基共聚物L2，其中BDF和苯并三唑（BTz）结构单元分别作为富电子和缺电子组分。当与富勒烯小分子受体（SMA）TTPT-T-4F共混时，基于L2的器件展现出高达14.0%的卓越PCE，优于其类似物BDT共聚物器件（12.72%）。此外，L2:TTPT-T-4F共混体系制备的PSCs在空气中储存1800小时后仍保持原始PCE的92%，展现出优异的环境稳定性。因此，BDF是一种极具前景的给电子单元，基于BDF的共聚物性能可与BDT基材料媲美甚至超越。

    关键词： 环境稳定性、共聚物、有机太阳能电池、功率转换效率、苯并[1,2-b:4,5-b′]二呋喃

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 采用α-CsPbI?/FAPbI?双层结构实现15.6%效率与稳定性提升的钙钛矿量子点太阳能电池

    摘要： 我们开发了基于堆叠α-CsPbI3和FAPbI3复合吸收层的卤化铅钙钛矿量子点(QD)太阳能电池。带隙较宽(1.75 eV)的α-CsPbI3 QD并不适合单结太阳能电池。研究表明，引入带隙更窄的FAPbI3等QD层可拓宽吸收范围。α-CsPbI3/FAPbI3结构配合热退火工艺能增强FAPbI3层的电耦合，并引发A位阳离子交换形成梯度异质结以实现更高效的电荷提取。该双层结构太阳能电池实现了15.6%的最高光电转换效率及优异的环境稳定性。更引人注目的是，钙钛矿QD通过逐层沉积为光电器件制备多层结构和量子结提供了简便方法——这是溶液法处理的钙钛矿薄膜器件无法实现的。

    关键词： 双层结构、钙钛矿量子点、环境稳定性、太阳能电池、电荷提取、α-CsPbI3、FAPbI3

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 通过自密封聚合物实现高效稳定锡基钙钛矿太阳能电池的调控结晶

    摘要： 锡基钙钛矿太阳能电池（PVSCs）因其优异的光电性能成为最具前景的无铅钙钛矿材料。然而，锡基钙钛矿结晶过程缺乏精确控制，导致薄膜形貌和缺陷不可预测，功率转换效率（PCE）较低。同时，锡基钙钛矿薄膜较差的环境稳定性也阻碍了其进一步发展。本研究在旋涂甲脒锡三碘化物（FASnI3）前驱体溶液时，向反溶剂中引入独特聚合物[乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）]。EVA所含的C=O基团能与钙钛矿晶粒中未配位的锡原子形成强路易斯酸碱络合作用，显著增大晶粒尺寸、优化晶粒取向并减少FASnI3薄膜表面缺陷。该策略实现了7.72%的优异PCE且具有良好的重现性。更重要的是，基于FASnI3-EVA吸光层的PVSCs器件具有自封装效应，展现出卓越的防潮防氧性能，在60%湿度空气环境中老化48小时后仍能保持初始效率值的62.4%。这种简便策略为构建稳定高性能的锡基PVSCs提供了新思路。

    关键词： 环境稳定性、自封装、聚乙烯醋酸乙烯酯、结晶、锡基钙钛矿太阳能电池

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 通过掺杂CH3NH3Cl提升CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池的开路电压和环境稳定性

    摘要： 无机铯金属卤化物钙钛矿因其优异的热稳定性，已成为钙钛矿太阳能电池中备受关注的光吸收材料。其中，CsPbI2Br兼具比CsPbBr3更窄的带隙和优于CsPbI3的相稳定性，引发了研究者的浓厚兴趣。然而该材料易受环境水汽影响发生不利相变，不仅给研究带来不便，更对封装提出了极高要求。本研究通过在钙钛矿前驱体溶液中引入疏水性CH3NH3Cl（MACl），获得了致密均匀的钙钛矿薄膜。得益于良好的钝化效应，缺陷密度从3.12×101?降至1.49×101? cm?3，平均光致发光寿命从8.84 ns延长至20.6 ns?；谟呕蟮腗ACl掺杂薄膜，光伏器件实现了1.22 V的高开路电压，对应功率转换效率（PCE）达12.9%，较原始CsPbI2Br器件（PCE 10.6%）提升21.7%。此外，MACl的疏水特性显著增强了器件的环境稳定性。本研究为提升无机钙钛矿太阳能电池的环境稳定性提供了思路，也为该材料的进一步发展指明了方向。

    关键词： 钝化、环境稳定性、CsPbI2Br钙钛矿、MACl

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 用于高效稳定钙钛矿太阳能电池的碱土金属双(三氟甲磺酰)亚胺添加剂

    摘要： 基于Spiro-OMeTAD的空穴传输层(HTL)因添加剂双(三氟甲磺酰)亚胺锂(Li-TFSI)快速聚集和水合导致的环境不稳定性，会加速钙钛矿太阳能电池(PSCs)的性能衰减。本研究证明，采用疏水性更强的碱土金属双(三氟甲磺酰)亚胺添加剂（Mg-TFSI2和Ca-TFSI2）替代Li-TFSI，可有效稳定TFSI盐与4-叔丁基吡啶的配位复合物，从而延缓添加剂聚集和水合过程，显著提升HTL的耐湿性。通过这种替代策略，我们制备出具有更高空穴迁移率、与相邻钙钛矿形成更优界面的高质量HTL，从而改善了空穴提取过程。将这些HTL应用于光伏器件后，器件性能获得显著提升，最佳PSC器件功率转换效率超过20%。此外，在环境空气(RH%=55-70%)中老化193天后，采用碱土金属双(三氟甲磺酰)亚胺添加剂稳定的未封装器件仍保持初始效率的83%。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池，4-叔丁基吡啶，环境稳定性，碱土金属双(三氟甲磺酰)亚胺，空穴传输层，电荷转移

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 一维吡咯烷鎓铅碘化物用于高效稳定的钙钛矿太阳能电池

    摘要： 由于具有优异的环境稳定性，低维钙钛矿在有机金属卤化物太阳能电池（OMHSCs）中的应用正迅速增长。本文报道了一种通过吡咯烷后处理在光活性三维甲基铵铅碘（3D MAPbI3）表面原位形成一维吡咯烷铅碘（1D PyPbI3）的方法。与3D MAPbI3相比，1D PyPbI3具有更宽的带隙和更强的环境稳定性，当其被引入OMHSCs时，既能作为隧穿接触层抑制载流子复合，又能形成抵御环境降解的坚固屏障。因此，所得MAPbI3器件的光电转换效率从平均14.86±0.65%提升至15.9±0.58%，同时显著延长了储存寿命稳定性。

    关键词： 钙钛矿太阳能电池，一维钙钛矿，环境稳定性，吡咯烷，光伏性能，碘化吡咯烷铅，电荷复合

    更新于2025-09-11 14:15:04