摘要:胶体纳米晶体 (NC) 的自组装在固态材料的多尺度工程中具有巨大前景,通过这种技术,原子工程 NC 构件被排列成具有协同物理和化学性质的长程有序结构 超晶格 (SL)。迄今为止,报告主要集中在球形 NC 的单组分和二元系统上,产生的 SL 与已知的原子晶格同构。通过组合各种形状的 NC,可以预期获得远远超出已知晶格范围的更大结构空间。本文报道了空间稳定的 CsPbBr 3 纳米立方体 (5.3 纳米) 与圆盘状 LaF 3 NC (直径 9.2 - 28.4 纳米,厚度 1.6 纳米) 共组装成二元 SL 的过程,产生了具有 AB、AB 2 、AB 4 和 AB 6 化学计量的六柱状结构,这在之前和我们的参考实验中均未观察到,参考实验中使用由球体和圆盘组成的 NC 系统。本文使用填充密度计算合理化了立方体形状的这种惊人效果。此外,在尺寸相当的纳米立方体(8.6 纳米)和纳米盘(6.5 纳米、9.0 纳米、12.5 纳米)系统中,还观察到了其他非柱状结构,例如 ReO 3 型 SL,其特征是盘和立方体的紧密混合和面对面排列,纳米立方体的面心立方或简单立方亚晶格,以及每个晶格位置有两个或三个盘。层状和 ReO 3 型 SL 采用大型 8.6 纳米 CsPbBr 3 NC,表现出集体超快光发射 超荧光 的特征,源自激发态发射偶极子的相干耦合。关键词:胶体纳米晶体、纳米晶体形状、自组装、二元超晶格、电子显微镜、卤化铅钙钛矿、超荧光 I
上个世纪的快速技术进步导致温度传感领域中带来了新的Challenges。准确,遥远,无接触式和实时微观和纳米级的温度映射在细胞成像,微流体和纳米流体以及集成电路设计中的需求巨大,[1-11]中,这些严格的要求需要使用光学方法。这些通常分为三个主要的猫:红外(IR)隆期,IR直接检测和远程光学/荧光热量表。,由于其出色的热分辨率(10-1 K),其中最常见的是IR射量方法,例如在商业设备中发现的方法。然而,要检测到的黑体辐射的长红外波长导致室内温度(RT)对象的固有低空间分辨率为≈10µm,这是由于abbe差异的限制所期望的。对IR光的检测也遭受了由于吸收而缺乏与广泛的光学成分相兼容。[12,13]或者,在可见区域中运行的远程光学方法,例如,通过测量荧光强度或衰减时间,[14]达到了很高的热分辨率,并且可能由于较低的衍射极限而有可能提供较高的空间分辨率,并且在常见媒体(例如水和玻璃)中透明度。[13,15,16]基于强度的量化,由于光散射(样品拓扑,磷光粒子形态等)而容易出现错误。),不均匀的磷光器分布,非态磷光物种形成或批处理变异性等。虽然基于荧光时代的热量成像是继承了许多此类局限性,但其部署通常会因适合特定应用的特定要求的磷剂的可用性而受到阻碍。我们的本文提出的研究涉及在RT周围温度下在温度下进行高空间和热分辨率热图形的新型热液少量探索。在这种情况下,我们发现已知的热燃料载体,即有机染料,聚合物,量子点,稀有掺杂的金属氧化物,[17-25]面临限制,例如材料制造或薄膜沉积,耐用性和健壮性的耐用性和稳健性的耐磨性,或者不适合特定范围的特定方法或常见的特定方法。
其在光伏应用领域的研究引起了人们的兴趣,因为它们的量子效率已经达到了 25.5% [1],而且还扩展到辐射传感 [2,3] 和各种光电设备。[4–7] 达到高质量 MAPbI 3 、FAPbI 3 和 CsPbI 3 单晶的极限,与 MA、FA 和铯 (Cs) 阳离子混合物的组合结构成为最先进的钙钛矿材料,提高了量子效率并将结构稳定性从几天延长到几个月。[2,8–10] 由于基本物理性质接近其母结构,因此所提出的 FA 0.9 Cs 0.1 PbI 2.8 Br 0.2 可作为铅卤化物钙钛矿类的有效模型系统。与传统的 III-V 和 II-VI 半导体相比,钙钛矿在某种意义上具有反转的能带结构:价带 (VB) 态由 s 轨道形成,而导带 (CB) 态由 p 轨道贡献。强自旋轨道耦合,特别是 Rashba 效应 [11–14] 也会交换电子和空穴的自旋特性。[15,16] 因此,与晶格核的超精细相互作用由空穴而不是电子主导。钙钛矿能带结构为光学跃迁提供了清晰的极化选择规则,因此结合
Arthur Hagopian,Justine Touja,Nicolas Louvain,Lorenzo Stievano,Jean-SébastienFilhol等。卤化物离子在锂电极的杂交基涂料稳定中的重要性。ACS应用材料和界面,2022,14(8),pp.10319-10326。10.1021/acsami.1C22889。hal- 04262583
摘要:由于各个单元之间的相互作用,可以从有序的发射器集合中出现集体光学性质。卤化物钙钛矿纳米晶体的超晶格表现出集体光发射,受偶极子 - 同时激发的纳米晶体之间的偶极子相互作用。与未偶联的纳米晶体的发射相比,这种耦合改变了发射能和速率。我们证明了量子限制如何控制合奏中纳米晶体之间耦合的性质。通过控制纳米晶体的大小或对BOHR半径的组成控制来改变限制的程度。在由弱受限制的纳米晶体制成的超晶格中,集体发射以更快的发射速率进行红移,显示了超荧光的关键特征。相比之下,更强的量子限制纳米晶体的集体发射以较慢的发射速率进行蓝色。两种类型的集体发射都表现出相关的多光子发射爆发,显示出不同的光子束发射统计。量子限制改变了纳米晶体内过渡偶极子的首选比对,并切换邻居之间的相对偶极子方向,从而产生了相反的集体光学行为。我们的结果将这些集体效应扩展到相对较高的温度,并更好地了解固态处的激子相互作用和集体排放现象。关键字:纳米晶体,铅卤化物钙钛矿,超晶格,纳米晶体耦合,超荧光,量子限制T
摘要 卤化物钙钛矿太阳能电池 (PSC) 已成为下一代光伏技术中最有前途的技术之一,为提高效率、降低成本和快速扩展提供了途径。它们的独特属性——包括高吸收系数、可调带隙、缺陷容忍度和低温可加工性——使开发能够超越传统硅基技术的多功能太阳能设备成为可能。最近的突破推动钙钛矿太阳能电池的能量转换效率 (PCE) 在单结电池中超过 27%,在串联配置中超过 34%。然而,仍然存在重大挑战,特别是在长期稳定性、与铅含量有关的环境问题以及商业部署的可扩展性方面。这篇评论文章讨论了卤化物钙钛矿研究的现状,重点介绍了材料设计、设备架构和制造工艺方面的进步,这些进步推动 PSC 走在可再生能源技术的前沿。我们探索了钙钛矿光伏的潜在应用,从串联太阳能电池到柔性、建筑集成和便携式设备,以及它们在克服硅光伏局限性方面的作用。尽管钙钛矿太阳能电池前景光明,但在实现广泛商业化之前,它必须解决持续存在的挑战,例如现实条件下的稳定性和铅毒性。通过研究最近的进展和确定未来的研究方向,这篇评论文章全面展望了卤化物钙钛矿太阳能电池在塑造全球能源系统未来方面的作用。
图18。(a)化学计量对Ag a bi a bi b i a+3b化合物的结构的影响,(b)BII 3,(c)AGBII 4(缺陷型旋转结构)和(d)AGBII 4(CDCL 2-type结构)的碘化物亚晶格。化合物中化合物的晶体结构。经过国际材料评论的许可,69(1),(2024)。[139]版权所有©2024,Sage Publications。................................................................................................ 50 Figure 19. a) Device layout of AgBiI 4 PV cell and b) schematic of cell preparation needed before electrode deposition with grey area being untouched thin film layers and white area being area to be scratched off c) mask for gold electrode deposition (white area is area of deposition) ...........................................................................................................................................................................................雏菊1.0的工作流程。这些图像是预处理的,用于图像分析,然后使用Harris Kepoint检测到用于识别图像中缺陷的存在的模型将缺陷分类为缺陷。....................... 68 Figure 21.雏菊2.0工作流程。给出了雏菊1.0标记为“无缺陷”的图像被赋予谷物面膜以计算平均晶粒尺寸。标记为“缺陷”的图像被赋予缺陷面罩,以计算缺陷覆盖范围百分比和谷物面罩。在XRD模式A)CS 3 Bi 2 Br 3 I 6 B)CS 3 Bisbbr 3 I 6和C)CS 3 SB 2 BR 3 I 6,使用PAWLEY方法拟合。The residuals and agreement indices are shown ........................................................................................................ 76 Figure 23.XRD模式。显示了残差和协议指数。............................... 77 Figure 24.XRD拟合A)CS 3 BI 2 I 9 B)CS 3 BI 2 BR 9 C)CS 3 SB 2 I 9和D)CS 3 SB 2 BR 9反对2D。0D, 2D and 0D reference patterns respectively add goodness of fit ............................................................................................................ 78 Figure 25.a)cs 3 bi 2 i 9沿投影载体[006],b)cs 3 bi 2 br 9沿投影矢量[201],c)cs 3 sb 2 i 9沿投影矢量[004]和d)cs 3 sb 2 cs 3 sb 2 br 9沿投影矢量[003]a)cs 3 bi 2 I 9,b)cs 3 bi 2 br 9,c)cs 3 sb 2 i 9和d)cs 3 sb 2 br 9 ...................................................................................... 80图27。(a)CS 3 B 2 x 9系列的吸光度光谱从UV VIS和PS数据编辑,以及(b)Tauc图....... 82图28。pl衰变光谱在a)5.5k,b)40k,c)150k和d)300K pl衰变光谱,从0-40ns以5NS间隔从0-40NS开始。 在 agbii 4的XRD拟合,用于a)r3̅MH参考和b)fd3̅m参考。pl衰变光谱,从0-40ns以5NS间隔从0-40NS开始。在agbii 4的XRD拟合,用于a)r3̅MH参考和b)fd3̅m参考。pl衰变光谱在a)5.5k,b)40k,c)150k和d)300k pl衰变光谱,从0-40ns以5NS间隔为0-40NS。 在 pl衰变动力学在不同温度的a)cs 3 bi 2 i 9,b)cs 3 sb 2 i 9和cs 3 bi 2 i 9和cs 3 sb 2 i 9的cs 3 sb 2 i 9和c)合并为比较。 ..................................................................................................................................... 86 Figure 31. CS 3 Bi 2 I 9(顶部)和CS 3 SB 2 I 9(底部)的PL的依赖性依赖 PL peak wavelength vs temperature of a) Cs 3 Bi 2 I 9 and b) Cs 3 Sb 2 I 9 and the FWHM vs temperature plot of c) Cs 3 Bi 2 I 9 and d) Cs 3 Sb 2 I 9 .................................................................................................................................. 87 Figure 33. TA Spectra of a)b) Cs 3 Bi 2 I 9 , c)d) Cs 3 Sb 2 I 9 and e)f) Cs 3 Bi 2 Br 9 taken with 350 nm pump wavelength and 100 μW fluence .................................................................................................................................................... 88 Figure 34. ta动力学比较a)cs 3 bi 2 i 9,b)cs 3 bi 2 i 9,c)cs 3 sb 2 i 9,d)cs 3 sb 2 i 9和e)cs 3 sb 2 i 9和e)cs 3 bi 2 br 9 bi 2 br 9 ........................................... 35。 ....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 94图36。pl衰变光谱,从0-40ns以5NS间隔为0-40NS。在pl衰变动力学在不同温度的a)cs 3 bi 2 i 9,b)cs 3 sb 2 i 9和cs 3 bi 2 i 9和cs 3 sb 2 i 9的cs 3 sb 2 i 9和c)合并为比较。..................................................................................................................................... 86 Figure 31.CS 3 Bi 2 I 9(顶部)和CS 3 SB 2 I 9(底部)的PL的依赖性依赖PL peak wavelength vs temperature of a) Cs 3 Bi 2 I 9 and b) Cs 3 Sb 2 I 9 and the FWHM vs temperature plot of c) Cs 3 Bi 2 I 9 and d) Cs 3 Sb 2 I 9 .................................................................................................................................. 87 Figure 33.TA Spectra of a)b) Cs 3 Bi 2 I 9 , c)d) Cs 3 Sb 2 I 9 and e)f) Cs 3 Bi 2 Br 9 taken with 350 nm pump wavelength and 100 μW fluence .................................................................................................................................................... 88 Figure 34.ta动力学比较a)cs 3 bi 2 i 9,b)cs 3 bi 2 i 9,c)cs 3 sb 2 i 9,d)cs 3 sb 2 i 9和e)cs 3 sb 2 i 9和e)cs 3 bi 2 br 9 bi 2 br 9 ........................................... 35。....................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 94图36。sem agbii 4 a)在合成的当天未涂层,b)合成后23天未涂层,c)在合成当天与螺旋罗涂有螺旋罗,而d)d)在合成后23天与spiro涂层。.................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................XRD of a) uncoated AgBiI 4 left in ambient air b) AgBiI 4 coated with spiro-OMeTAD left in ambient air .............................................................................................................................................................................. 95 Figure 38.. SEM images of AgBiI 4 synthesized with hot-casting method at a) 100 ᵒC b)110ᵒC,c)120ᵒC,d)130ᵒC,e)140ᵒC和f)150ᵒC。The temperatures specified are the set temperature of the hotpate for both the substrate and precursor solution prior to spin coating ........................................................................................ 97 Figure 39.用热铸造方法合成的Agbii 4的SEM图像,标记的温度是旋转涂层之前的底物和前体溶液的热板的温度。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。agbii 4的SEM图像在110°C时以22s的抗可溶性滴注在110°C时合成。a)未使用反溶剂,b)氯苯,c)IPA,d)甲苯........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................... 99图41.sem的Agbii 4的图像,在110°C下合成了DMSO与DMF的比例为A)1:1 B)1:1 B)1 B)1 B)1 B)1 B)1 B)1 B)1:1 22S C)3:1 d)3:1 D)3:1 D)3:1 D)在22s e)5:1 f)5:1 f)5:1 f)10:1 f)10:1 f)at 22:1 f)at 22:1 g) chlorobenzene dripping at 22s i) pure DMSO and j) pure DMSO with chlorobenzene dripping at 22s ........................................................................................................ 100sem的Agbii 4的图像,在110°C下合成了DMSO与DMF的比例为A)1:1 B)1:1 B)1 B)1 B)1 B)1 B)1 B)1 B)1:1 22S C)3:1 d)3:1 D)3:1 D)3:1 D)在22s e)5:1 f)5:1 f)5:1 f)10:1 f)10:1 f)at 22:1 f)at 22:1 g) chlorobenzene dripping at 22s i) pure DMSO and j) pure DMSO with chlorobenzene dripping at 22s ........................................................................................................ 100
The outcomes of computational study of electronic, magnetic and optical spectra for A 2 BX 6 (A = Rb; B = Tc, Pb, Pt, Sn, W, Ir, Ta, Sb, Te, Se, Mo, Mn, Ti, Zr and X = Cl, Br) materials have been proceeded utilizing Vanderbilt Ul- tra Soft Pseudo Potential (US-PP) process.RB 2 PBBR 6和RB 2 PBCL 6被发现是一个()半导体,能量差距分别为0.275和1.142 eV,使它们成为有前途的光伏材料。已证实了RB 2 BX 6(B = TC,W,W,IR,TA,MN,SB,MO)的材料的金属材料,显示了进行谱系的出席率。发现介电函数靠近紫外线区域(3.10-4.13 eV)。RB 2 BX 6的灭绝系数具有用于侵犯的能力。状态的带结构和密度确保磁性半导体的性质2 Mn(Cl,Br)6个钙钛矿。RB 2 MNCL 6和RB 2 MNB 6的总计算磁矩为3.00μβ。先进的自旋技术需要室温的铁磁性。目前的工作证实,溴和氯的双钙钛矿对光伏和光电设备具有极大的吸引力。
已知金属卤化物钙钛矿材料中的固有离子迁移可引起基于偏置应用时这些化合物的X和𝜸射线检测器中有害且高度不稳定的深色电流。深色电流随着时间的流逝而缓慢漂移被确定为满足工业需求的这些设备的主要缺点之一。因为暗电流建立可检测性极限,电流演化和最终生长可能会掩盖通过传入的X射线光子产生的光电流信号。检测器评估的相关信息是离子相关参数,例如离子浓度,离子迁移率和离子空间充电区,这些区域最终在检测器偏置的外部接触附近建立。使用单晶和微晶毫米 - 毫米 - 甲基铵铅溴化物,允许在μ离子≈10-7cm 2 v - 1 s-1 s-ion univers outiation in I In ion umiention in I I Onion In ion In I IM ion umigiation 之后,使用单晶和微晶毫米 - 甲基铵铅溴化物,然后使用单晶和微晶毫米 - 甲基铵铅溴化物进行。钙钛矿结晶度。之后,使用单晶和微晶毫米 - 甲基铵铅溴化物,然后使用单晶和微晶毫米 - 甲基铵铅溴化物进行。钙钛矿结晶度。。钙钛矿结晶度。