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掺杂Eu2O3的BaO-TiO2-GeO2基玻璃陶瓷的合成：结晶动力学、光学及电学性能
摘要： 已合成以非中心对称铁弹体Ba2TiGe2O8（BTG）晶体为主要晶相的Eu3+掺杂透明玻璃陶瓷（GCs）。通过熔融淬火技术制备摩尔百分组成为30BaO-15TiO2-55GeO2的玻璃基质，再经陶瓷化热处理控制结晶，在该玻璃基质中生成了BTG晶相。通过对比研究若干线性和非线性固态反应模型，确定了具有零核速率与恒定核速率的扩散控制表面结晶过程。非线性结晶动力学研究有助于确定制备含BTG纳米晶透明玻璃陶瓷的实验陶瓷化温度和时间。XRD、FTIR、TEM和FESEM测试证实玻璃基质中分散着20-100 nm尺寸的BTG纳米晶。Eu3+离子周围的局域晶体环境促进了玻璃陶瓷相对于前驱体玻璃的光致发光增强。该玻璃陶瓷表现出高介电常数、低损耗及低耗散因子的特性。
关键词： 折射率、玻璃陶瓷、光致发光、介电性能、结晶动力学、磁滞回线
更新于2025-09-23 15:23:52
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SiO?层改性提升ZrO?整体式气凝胶的结晶动力学与热稳定性
摘要： 以ZrOCl2·8H2O为前驱体，1,2-环氧丙烷(PO)为凝胶剂，将ZrO2凝胶在正硅酸乙酯(TEOS)溶液中陈化，随后采用乙醇超临界流体干燥法合成了二氧化硅修饰的氧化锆气凝胶(ZSA)。通过对比纯氧化锆气凝胶，研究了高温煅烧过程中ZSA的结晶动力学和热稳定性。采用TG-DSC、N2吸附/脱附、SEM和TEM对制备样品进行表征。结果表明：由于SiO2层阻碍了ZrO2的增殖、成核和生长过程，ZSA的热稳定性得到显著提高。
关键词： ZrO2（氧化锆）、热稳定性、气凝胶、SiO2（二氧化硅）、结晶动力学
更新于2025-09-23 15:23:52
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2016年欧洲显微镜学大会论文集 || ZnSnO的微观结构及其与电学和光学性能的关联
摘要： 过去几年，透明导电氧化物（TCO）领域因其在器件应用中的广泛适用性及性能提升潜力而备受关注。这类材料主要用于低辐射玻璃、平板显示器、发光二极管和光伏产业[1]。在光伏应用中，TCO的主要功能是让光线进入太阳能电池并提取电荷使其向电极迁移，因此需要具备尽可能高的透光率和导电性[2]。理想情况下，TCO应不含稀缺且昂贵的铟元素[3]，研发目标在于优化一种地壳丰度高、成本低且电学光学性能优良的材料。鉴于光伏器件制备过程中多步骤需高温处理，热稳定性也是TCO的关键要求。基于这些标准，本研究选用磁控溅射沉积的Zn-Sn-O（ZTO）非晶化合物[4]。已知ZTO的微观结构会显著影响其电学光学特性和热稳定性，为此通过透射电镜（TEM）、原位X射线衍射（XRD）实验及常规电学光学表征，系统研究了退火处理、ZTO微观结构与光电性能的关联。 首先将样品在空气氛围下分别以150°C和500°C进行退火并通过TEM观察，发现虽然电学光学性能发生显著变化，但TEM图像未显示明显微观结构改变。随后在空气和真空环境中采用3-10°C/分钟的不同升温速率进行原位θ-2θ XRD实验（使用耐高温的熔融石英和蓝宝石基底），温度最高达1000-1200°C。XRD结果（图1）表明：空气退火时非晶相在>500°C保持稳定，10?? mbar真空退火时稳定性延长至>900°C，凸显退火气氛对结晶温度的关键影响。金红石相SnO?始终是最早析出且占主导的晶体结构，而在更高温度下TCO层与蓝宝石基底相互作用会形成Al?ZnO?相。 电学测试显示退火后性能下降，TEM观测证实高温下锌原子迁移导致缺陷晶体结构形成（图2）?？掌嘶鸨日婵栈肪掣滓⒏眯вΑ芪а跗拇嬖诨岽俳鳶nO?晶体形成，促使锌原子向TCO层晶界和表面偏聚（图3）。相比之下，真空退火延缓了SnO?晶体形成和锌释放过程。总体而言，结晶化和锌蒸发会导致结构中出现空隙从而损害电学性能。从技术角度看，缺氧环境下无缺陷非晶ZTO微观结构的高热稳定性，有望应用于高效光伏器件架构。
关键词： 透射电子显微镜、X射线衍射、结晶动力学、透明导电氧化物
更新于2025-09-23 15:21:21
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通过全聚合物太阳能电池中的顺序结晶优化活性层的相分离域尺寸
摘要： 活性层的适当域尺寸对全聚合物太阳能电池（all-PSCs）中激子解离和电荷传输起关键作用。然而，由于聚合物共混物玻璃化转变温度低且混合熵可忽略，精细调控域尺寸仍具挑战性。本文系统研究了"结晶动力学"对域尺寸的影响，提出若给体与受体同步结晶易形成大尺寸域；而若给体与受体依次结晶，则可获得具有适当域尺寸的精细相分离结构。以PBDB-T/PNDI共混物为例，通过采用依次结晶法减小了域尺寸，同时优化了结晶度和分子取向，使功率转换效率（PCE）从6.55%提升至7.78%。该工作为精细调控异质结相分离结构提供了新途径。
关键词： 域尺寸、结晶动力学、顺序结晶、全聚合物太阳能电池、相分离
更新于2025-09-19 17:13:59
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手性低维钙钛矿用于高效柔性圆偏振光光电探测器
摘要： 迄今为止，探索新型手性钙钛矿以提高圆偏振光（CPL）检测效率的需求极为迫切。由于具有优异特性，低维（准二维）钙钛矿成为最有前景的候选材料。本文首次报道了新型手性准二维钙钛矿单晶（SCs）的合成，并研究了其CPL检测能力。我们证实准二维手性钙钛矿[(R)-β-MPA]2MAPb2I7（(R)-β-MPA = (R)-(+)-β-甲基苯乙胺，MA = 甲铵）具有本征手性，能够区分CPL光子的不同偏振态。相应的准二维钙钛矿单晶CPL光电探测器展现出卓越的检测性能，其器件响应度比目前已报道的最佳二维钙钛矿CPL探测器高出近一个数量级。在此基础上，我们精细调控薄膜结晶动力学以促进载流子传输，证明具有均匀能级分布的平行取向钙钛矿薄膜对最大化器件载流子收集效率至关重要。所获得的柔性手性准二维钙钛矿薄膜光电探测器的响应度和线性动态范围（LDR）与当前最佳报道结果相当，同时兼具优异的机械柔韧性和耐久性，是目前灵敏度最高且最稳健的CPL光电探测器之一。
关键词： 圆偏振光、光电探测器、降维钙钛矿、手性钙钛矿、结晶动力学
更新于2025-09-16 10:30:52
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CsPbBr3全无机太阳能电池中聚合物辅助结晶动力学的探索
摘要： 全无机钙钛矿材料（CsPbBr3）因其优异的稳定性在光伏器件中备受关注。然而，由于成膜过程中快速生长与缓慢成核的不平衡，超过100纳米厚度的CsPbBr3薄膜会出现形貌不佳、杂质相及缺陷问题。本研究通过简单的一步溶液法，在溶液中引入聚乙二醇（PEG）制备出具有纯相的致密CsPbBr3薄膜。PEG的路易斯碱性与Pb2+的路易斯酸性相互作用，既减小了CsBr-PbBr2-DMSO胶体团簇尺寸，又提高了成核速率。添加PEG后获得的CsPbBr3薄膜本征缺陷浓度显著降低，器件电荷复合减少使开路电压从1.15 eV提升至1.41 eV，最高效率达7.8%，创下一锅溶液法最高纪录?；赑EG（100 mm2）的大尺寸器件在五个不同位置测量的电流-电压曲线几乎完全一致，表明器件高度均匀。得益于高质量PEG修饰的CsPbBr3薄膜，器件在120小时紫外光照下效率无衰减。该材料进一步用作叠层器件的紫外滤光层，有效抑制底部有机-无机钙钛矿太阳能电池的紫外降解。经120小时紫外老化测试后，叠层太阳能电池仍保持初始光电转换效率的93%，这为器件商业化提供了关键路径。
关键词： 紫外稳定性，CsPbBr3，结晶动力学，聚乙二醇（PEG）
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于醋酸盐的CsPbI2Br结晶动力学调控以提升光伏性能
摘要： 无机CsPbI2Br钙钛矿已成为光伏材料的有力候选者，而开发添加剂工程策略以解决光活性钙钛矿相向非钙钛矿相转变的缺陷问题，对实现其优异光电性能和热稳定性仍具挑战。本研究展示了一种有效的醋酸盐调控策略，通过显著延缓结晶过程从而抑制相变，大幅提升太阳能电池的光电性能。实验证明，添加醋酸钴(Co(Ac)2)或醋酸锌(Zn(Ac)2)等醋酸盐可显著延缓钙钛矿薄膜的结晶过程，并形成平整、致密且无缺陷的钙钛矿薄膜。我们提出在270℃退火温度下，钙钛矿晶体遵循奥斯特瓦尔德熟化机制生长，期间醋酸盐因无法穿透晶体晶格而被生长晶粒从边界挤压排出?；诟么姿嵫蔚骺亟峋ФρУ牟呗裕捎酶男愿祁芽蟊∧さ墓诰骷獾缱恍?PCE)高达15.04%，并具有优异的80.46%填充因子。我们认为这项工作为高性能无机CsPbI2Br钙钛矿太阳能电池设计提供了有效方案。
关键词： 醋酸盐，CsPbI2Br，全无机钙钛矿太阳能电池，光电转换效率，结晶动力学
更新于2025-09-12 10:27:22