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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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将纳米线融合成薄膜:制备具有增强性能的梯度异质结钙钛矿太阳能电池
摘要: 钙钛矿太阳能电池(PSCs)的功率转换效率(PCE)近期快速提升,但采用传统介观或平面器件结构的现有PSCs仍存在非理想的钙钛矿/空穴传输层(HTL)界面,限制了PCE和器件稳定性的进一步提升。本研究采用CsPbBr3钙钛矿纳米线修饰体相钙钛矿薄膜的表面电子态,在PSCs的钙钛矿/HTL界面形成组分梯度异质结。研究发现纳米线形貌是实现钙钛矿薄膜表面态横向均匀性的关键,从而形成近乎理想的梯度异质结。该研究首次揭示了这种横向均匀性对梯度异质结PSCs性能的潜在影响。所得PSCs展现出高达21.4%的高PCE及优异的工作稳定性,优于未修饰CsPbBr3纳米晶和修饰CsPbBr3纳米立方体的对照器件。本研究表明通过可控杂化钙钛矿纳米线与体相薄膜,有望实现更高效稳定的PSCs。
关键词: 纳米晶体、形貌控制、异质结、太阳能电池、卤化物钙钛矿
更新于2025-11-20 15:33:11
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硅量子点与金纳米团簇混合产生的白光发射及其在汞(II)离子和含硫氨基酸检测中的应用
摘要: 通过可控混合发射蓝光的硅量子点(Si QDs)和发射橙红光的金纳米团簇(Au NCs),制备出白光发射混合物(WLEM)。采用国际照明委员会(CIE)色度图测定该WLEM的色坐标为(0.33, 0.32),与理想白光源极为接近。该WLEM还能以凝胶、固体和薄膜形式实现,其CIE坐标几乎相同,这增强了其作为固态器件中白光发射源的实用性。WLEM的可逆热响应特性拓展了其在热传感领域的应用。此外,该体系还被发现能快速、灵敏且选择性地检测Hg2+离子及含硫氨基酸半胱氨酸。
关键词: Hg2+离子、白光发射混合物、硅量子点、半胱氨酸、金纳米团簇
更新于2025-11-20 15:33:11
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掺铕LiCa2Mg2V3O12磷光体的合成、能量传递及多色发光特性在暖白光发光二极管中的应用
摘要: 本研究通过固相反应法制备了具有多色发光特性的Eu3+掺杂LiCa2Mg2V3O12(LCMVO)荧光粉。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和光致发光光谱系统研究了其结构、形貌及发光性能。LCMVO荧光粉呈现纯立方晶系结构(空间群3Iad)和不规则球形形貌。激发光谱显示其对紫外光具有强吸收特性,在360 nm激发波长下呈现发光中心位于520 nm的青色发射。当Eu3+离子掺杂进入LCMVO体系时,除观察到Eu3+特征发射外,通过调节Eu3+离子浓度可将发射颜色从青色调控至橙色。进一步利用电偶极-四极相互作用和发光衰减曲线阐释了(VO4)3-向Eu3+的能量传递机制。测量了不同温度下荧光粉的发射光谱以评估其热稳定性,测得LCMVO基质量子效率为42.5%,LCMVO:0.01Eu3+样品为38.6%。最终制备的LED灯珠展现出舒适的暖白光,显色指数Ra达89,相关色温CCT为3847 K。这些结果表明LCMVO荧光粉可应用于近紫外芯片激发的白光发光二极管。
关键词: 能量传递、多色发光、自激活发光、激发与发射光谱、钒酸盐荧光粉、紫外LED
更新于2025-11-20 15:33:11
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用于掺锰钙钛矿太阳能电池的多功能原子力探针
摘要: 有机-无机钙钛矿半导体中的掺杂是调控其光电特性的有效方法。本研究系统考察了Mn/Pb摩尔比介于0%至2%之间的锰掺杂钙钛矿薄膜。与未掺杂器件相比,0.2%锰掺杂器件的性能得到提升,但进一步增加掺杂浓度会导致性能下降。多项特征(尤其是不同扫描探针显微镜特性)表明:掺杂浓度升高会降低结晶度并改变薄膜形貌,从而在高掺杂浓度下导致光伏性能恶化。在性能最佳的样品(0.2%掺杂)中,价带能级和带隙的偏移提升了开路电压,而晶界增多与表面电荷密度降低则造成短路电流的小幅下降。因此,结合多种薄膜表征技术的多功能扫描探针显微镜方法,为我们研究钙钛矿材料掺杂效应及相应器件性能提供了有效工具。
关键词: EFM(静电力显微镜)、SKPM(开尔文探针力显微镜)、C-AFM(导电原子力显微镜)、钙钛矿太阳能电池
更新于2025-11-20 15:33:11
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用于植物栽培发光二极管的新型Ca2GdTaO6:Mn4+,M (M = Li+, Na+, K+, 和 Mg2+)红色荧光粉:合成与发光性能
摘要: 近期,由于Mn4+激活的红色荧光粉具有令人满意的发光性能且成本低廉,正成为室内植物栽培用发光二极管中极具潜力的色转换材料。本研究通过空气环境下的高温固相反应法,成功合成了一种新型Mn4+激活的双钙钛矿型Ca2GdTaO6荧光粉。该材料在250-600nm范围内呈现双峰激发带(分别位于355nm和496nm),并在355nm激发下因Mn4+的2Eg→4A2g自旋禁阻跃迁(650-750nm范围)产生峰值676nm的强红光发射。研究考察了浓度依赖性发光特性,确定Ca2GdTaO6基质中Mn4+最佳掺杂浓度为0.004,其浓度猝灭机制源于Mn4+离子间的偶极-偶极相互作用。当355nm激发时,Ca2GdTaO6:0.004Mn4+荧光粉的内量子效率高达33%。此外,Ca2GdTaO6:Mn4+的衰减寿命随Mn4+浓度增加呈合理下降趋势。研究还探讨了电荷补偿剂(Li+、Na+、K+和Mg2+共掺杂)对Ca2GdTaO6:Mn4+荧光粉发光性能的影响。
关键词: 室内植物栽培,Ca2GdTaO6,Mn4+,双钙钛矿,发光性能,红色荧光粉
更新于2025-11-20 15:33:11
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三元铕配合物在有机电致发光器件中的应用及其作为敏化剂提升红色铱配合物电致发光性能的研究
摘要: 合成了两种新型镧系配合物[Ln(hfaa)3(Py-Im)] [hfaa=六氟乙酰丙酮,Py-Im=2-(2-吡啶基)苯并咪唑,Ln=Eu(III)(1)和Tb(III)(2)]并进行了表征。X射线晶体结构测定证实配合物1为八配位扭曲三角十二面体构型,在固态、溶液及聚合物基质中均呈现典型的鲜艳红色Eu(III)发光。配合物1在固态、二氯甲烷(DCM)溶液及薄膜中的观测寿命(τobs)分别为833.01、837.95和626.16-715.69微秒,其在DCM溶液中的光致发光量子产率QEuL≈33%。配合物2在固态呈现黄绿色发光(τobs≈36.99微秒),而在溶液(x;0.2574:y;0.3371)和薄膜中呈现近白光发射,因此是制备固态照明用单组分白光发射材料的潜在候选物。能量传递过程的动力学模型显示配合物1的主要给体态为配体三重态(T1),能量同时传递至5D1(56.55%)和5D0(40.58%)能级。我们采用配合物1制备了一系列单层和双层有机发光器件,其中优化双层电致发光(EL)器件的亮度达373 cd/m2,启亮电压极低(约4.2 V)。配合物1进一步作为敏化剂提升了红光发射铱配合物PQ2Ir(dpm)(PQ=苯基喹啉-N,C2',dpm=二戊酰甲烷)的EL性能,共掺器件实现最大亮度93,224 cd/m2和最大电流效率(ηc)36.38 cd/A。
关键词: 电致发光、有机发光器件、光致发光、能量转移、镧系配合物
更新于2025-11-20 15:33:11
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介绍锰掺杂卤化铅钙钛矿量子点:一种展示半导体光电特性的简易合成方法
摘要: 量子点(QDs)因其单分散尺寸和优异的光学特性,被视为本科实验室演示量子现象的有效工具。尽管掺杂在半导体领域QD制备中作用日益重要,但在本科实验教学中却鲜少被讨论。本研究报道了一种适用于高年级本科无机化学实验室的锰掺杂CsPbCl3量子点的简易合成与表征方法。该锰掺杂体系具有合成流程简化、表征手段直接的特点。该实验既向学生引入量子点研究,也为教师提供了探讨无机化学重要概念(如能带理论、粒子箱模型、电子顺磁共振、配体场理论和纳米化学等)的教学契机。
关键词: 无机化学,晶体场/配体场理论,电子顺磁共振/电子自旋共振光谱学,高年级本科生,实践学习/操作教具,实验教学,纳米技术
更新于2025-11-20 15:33:11
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利用液态魔尺寸CdSe量子点实现高效白光LED
摘要: 魔法团簇为探索量子点(QD)成核与生长动力学提供了重要研究方向。同时,CdSe魔法尺寸量子点在可见光波段呈现宽带发射特性,这种优势使得单一纳米材料能简单集成于白光发光二极管(LED),并具备高显色能力。本研究通过调控合成参数(无需包覆层或后处理工艺)将魔法尺寸CdSe量子点的量子产率优化至22%,并将其以液态形式集成于蓝光LED上以避免基质材料效应导致的效率衰减。所制备的白光LED展现出高达89的显色指数和11.7流明/瓦的发光效率。
关键词: 魔法团簇、量子点、发光效率、硒化镉、白光发光二极管
更新于2025-11-20 15:33:11
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利用紫胶染料合成碳量子点用于二氧化硅成像及高灵敏度乙醇检测
摘要: 本研究旨在通过制备碳量子点提升紫胶染料的荧光性能,以拓展其在荧光检测中的适用性。首次采用简便、绿色的一锅乙醇热法,以紫胶染料为前驱体合成了高光致发光(PL)的ld-CQDs。该ld-CQDs既不溶于水也不分散于水,但可溶解或分散于有机溶剂中。ld-CQDs在乙醇中分散良好,平均直径为1.76纳米,能发射明亮的黄色荧光(发射波长570纳米)。其量子产率达0.40,较紫胶染料(0.02)显著提高20倍。同时,ld-CQDs无需进一步化学修饰即表现出pH敏感特性和对二氧化硅的优异亲和性。此外,由于ld-CQDs/二氧化硅复合材料的荧光强度显著增强,可用于二氧化硅成像。该ld-CQDs还能作为高灵敏度荧光探针检测市售葡萄酒的乙醇含量。结论表明,本研究展示了紫胶染料荧光特性的创新应用,适用于可视化检测及二氧化硅与乙醇追踪检测领域。
关键词: 新型应用、碳量子点、光致发光、紫胶染料
更新于2025-11-20 15:33:11