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摘要:由于效率的快速提高,卤化物钙钛矿材料在光伏区域引起了全世界的关注,从2009年的不到4%到2023年的26.1%,只有纳米杠杆光活性层。同时,这位Nova星在许多其他领域(例如发光,传感器等)都发现了应用。本综述始于物理和化学的基础知识,其卤化物钙钛矿材料的出色性能用于光伏/发光以及准备它们的方法。然后,它描述了太阳能电池和发光设备的基本原理。总结了包括纳米技术在内的策略,以证明这两个领域的卤化物钙钛矿材料的性能和应用:从结构与范围关系到设备中的每个组件如何影响整体性能。此外,这篇评论列出了卤化物钙钛矿材料未来应用的挑战。
对高离子电导率的Na-ion固体电解质(SES)的摘要设计和与阴极隔离的出色的化学/机械兼容性对于全稳态的Na-ion电池(Assnibs)仍然具有挑战性。在这项研究中,我们成功设计和合成了一种新型的无定形NATACL 6 HALIDE SE,其在室温下为4 3 10 3 S cm 1的离子连续性为4 3 10 3 s cm 1。异常的离子电导率是由独特的重建无定形多聚(TACL 6)八面体网络产生的,其通过高能机械化学反应削弱了Na-Cl相互作用。值得注意的是,与Na 3 V 2(PO 4)3(PO 4)3(PO 4)3(pO 4)3(pO 4)在Assnibs中的阴极相结合时,无形的NATACL 6卤化物表现出显着的机械性能,化学/电化学稳定性以及出色的电化学性能,从而导致了显着的初始良性效率,可恢复99.60%的效率(85%),并呈现出色的速度(85%)。长周期pro文件(4,000/600/1,500循环在3/1/0.5 C)后(81%/95%/98%的容量保留)。这一发现超级离子无定形的Na-ion Halide SES为提高高性能Assnib的有前途的途径。
光电特性,以太阳能电池为基础的应用,[1,2]发光设备[3,4]和光电探测器。[5-7]在这些应用中,通过真空沉积的合成是一种工业可伸缩,低成本和环保方法,以制造有效的,稳定和耐用的光电设备。[8–11]此外,已经通过不同的途径[6,12-14]实现了OMHP的各向异性纳米结构,例如纳米棒,纳米线或纳米片,可以将模板和化学物质的生长(例如第一次使用)纳入模板和化学构造的模拟结构(15])或凹槽[17,18]在其内部生长OMHP,而第二种是使用溶液合成方法来控制生长,例如表面活性剂或阴离子 - 交换反应等。[12,19]这些半导体各向异性纳米结构的一个关键特征是它们的极化 - 敏感的光电子响应。[15,20–22]尽管我们当前的许多设备都利用极化器来产生偏光光,但存在几个缺点,例如生成的束的强度降低和/或它们在微观和纳米级设备中的集成,从而限制了OptoelectRonic Systems的整体效率。[15,23]
该通道是通过电容耦合和在栅极电极上施加适当的偏压来实现的。然而,在传统 FET 架构中,卤化物钙钛矿在室温和低频(尤其是直流操作)下的电流调制具有挑战性,这主要是由于钙钛矿层的混合离子-电子特性。[2] 溶液处理的 FET 通常以累积模式工作,而传统的 Si 基晶体管则以反转模式工作,其中耗尽层将导电通道与半导体块体隔离。为了实现电流的栅极调制和累积模式下的大开关电流比,需要具有低离子浓度的钙钛矿层。在高离子浓度下,如图 1a 所示,无法形成累积通道,因为栅极场被移动离子屏蔽,如图 1b 所示。只有当栅极偏压足够大以至于离子无法完全屏蔽栅极场时,才能观察到场效应电流。因此,形成一个积累层,如图 1c 所示。溶液处理的钙钛矿中可移动离子的浓度估计为 10 25 m − 3 的数量级,[3,4] 导致表面电荷密度为几个 μ C cm − 2,例如甲基铵卤化铅的表面离子密度为 5 μ C cm − 2。[3] 当使用厚度为 200 nm 的典型 SiO 2 栅极电介质(相对介电常数,k = 3.9)时,如此大的密度需要施加大于 300 V 的栅极电压才能感应积累通道,但这是不切实际的,因为它会导致电介质击穿。因此,钙钛矿 FET 中的电流调制主要在低温下实现,此时离子电导率显著降低,或者在高频下使用脉冲模式操作,此时离子无法响应电场的快速变化。[5] 低温或高频操作严重限制了钙钛矿 FET 的实际应用。为了解决这些问题,人们尝试了材料改性,例如合成单晶微板、[6] 准二维纳米片 [7] 或多组分钙钛矿 [8,9]。然而,这些方法可能会损害高通量制造、可重复性或高效电荷传输。因此,减轻或补偿离子迁移率对于实现实用的钙钛矿基 FET 至关重要。在这里,我们建议使用能够诱导大表面电荷密度的介电材料,例如
1 麻省理工学院材料科学与工程系,美国马萨诸塞州剑桥 02139 2 魏茨曼科学研究所化学与生物物理系,以色列雷霍沃特 76100 3 博洛尼亚 INSTM-UdR 工业化学系“Toso Montanari”,意大利博洛尼亚 40129 4 林雪平大学物理、化学和生物系(IFM),瑞典林雪平 SE-581 83。 5 Mork Family 南加州大学化学工程与材料科学系,美国加利福尼亚州洛杉矶 90089 6 魏茨曼科学研究所分子化学与材料科学系,以色列雷霍沃特 76100 7 Ming Hsieh 南加州大学电气与计算机工程系,美国加利福尼亚州洛杉矶 90089 8 南加州大学纳米成像核心卓越中心 (CNI),美国加利福尼亚州洛杉矶 90089(日期:2024 年 10 月 11 日)
摘要:灯笼是由于它们在可见光和近红外范围内狭窄的光学发射光谱而导致光电特性的多功能调节剂。它们在金属卤化物钙钛矿(MHP)中的使用最近已获得突出,尽管它们在这些材料中的命运尚未在原子水平上建立。我们使用Cesium-133固态NMR来建立所有非放射活性灯笼离子的物种(La 3+,Ce 3+,Pr 3+,Nd 3+,SM 3+,SM 3+,SM 3+,SM 2+,EU 3+,EU 3+,EU 2+,GD 3+,GD 3+,GD 3+,GD 3+,TB 3+,TB 3+,HO 3+,HO 3+,HO 3+,HO 3+,HO 3+,MIR 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ 3+ lu 3+ lu 3+ lu 3+ lu 3+ lu 3+ CSPBCL 3。我们的结果表明,无论其氧化状态如何(+2,+3),所有灯笼均掺入CSPBCL 3的钙钛矿结构中。■引言铅卤化物钙钛矿已引起了光电应用的半导体材料的极大关注。1
摘要:铅卤化物钙钛矿材料和光学谐振器之间的强耦合使这些新兴半导体的光物理特性既可以控制,又可以观察基本物理现象。然而,实现光学定义明确的激子跃迁的光学质量钙钛矿量子点(PQD)膜的困难阻止了这些材料中强光耦合的研究,这是光电领域的核心。在本文中,我们证明了在金属谐振器中多腔激素极化子的室温下形成,它们嵌入了高度透明的邻苯二颗元素量子点(CSPBBR 3 -QD)固体,这通过对系统的吸收和发射特性的重新配置来揭示。我们的结果表明,在CSPBBR 3 -QD光腔中,似乎不存在或补偿Biexciton相互作用或大型极性形成(通常被调用以解释PQD的特性)的影响。我们观察到,强耦合可以显着降低光发射线宽度,以及光吸收的超快调制,可通过激发通量来控制。我们发现,北极星与深色态储层的相互作用在确定杂交光量子点固体系统的发射动力和瞬时吸收特性方面起着决定性的作用。我们的结果应作为将来对PQD固体作为极化材料进行研究的基础。关键字:量子点固体,钙钛矿,强烈的激子 - 光子耦合,偏振子,光学微腔
钙钛矿结构 [1] 及其几乎无限适应性的衍生物阵列,必须算作材料科学中最重要的结构之一,其基本的 ABX 3(A = 大阳离子;B = 较小的阳离子;X = 阴离子)结构原型有助于铁电、[2] 压电、[3] 超导、[4] 光化学 [5] 和许多其他重要的技术特性。近来,随着混合 [3,6–8] 或全无机卤化物钙钛矿 ABX [9,10] 结构制造技术的快速发展,人们对钙钛矿的兴趣进一步增加。其中 A 是有机或碱金属反离子,B 通常是铅或锡,X 是卤素,这使得具有光学和光伏特性的材料 [11,12] 可用于太阳能电池、[13,14] 离子导电材料、[15] 超级电容器 [16] 和其他储能设备 [17]。然而,块状卤化物钙钛矿具有反应性,容易发生表面水合 [18] 相变 [19,20] 和高缺陷密度 [21],从而降低了其性能和寿命。因此,人们开发出了降维卤化物钙钛矿,重点关注胶体、[22] 二维、[23] 量子点、[24] 以及薄膜中的分子级 [25] 制备。虽然在如此低的维度上形成钙钛矿可以增强一些理想的特性,但也会增加其降解的趋势,尽管表面钝化可以减少薄膜中的分解。[26] 尽管如此,维度在纳米尺度上仍然是设计和微调卤化物钙钛矿物理性质的关键,因为它在决定电子结构方面起着关键作用。[27]
摘要:与成熟的半导体技术类似,使用更高质量的试剂合成卤化物钙钛矿材料可提高光电性能。在本研究中,我们选择了五种不同纯度的商业 PbI 2 源,并采用三种不同的钙钛矿组成-器件架构组合制造了太阳能电池。在所有情况下,我们都观察到在不同的加工配方和架构中,器件性能与 PbI 2 试剂源具有相似的相关性。然后,我们采用了一套分析表征技术来确定 PbI 2 试剂中影响器件性能趋势的杂质的身份和浓度。观察到了许多杂质;有些仍未鉴定,但可以单列乙酸盐 (OAc) 和钾 (K) 是 PbI 2 中浓度变化最大的关键物质。乙酸盐被确定为有害杂质,而 K 杂质可能是有益的,正如先前关于碱金属阳离子添加剂的文献所表明的那样。简单的水相重结晶成功降低了许多杂质的浓度,并且根据新的杂质分布解释了由重结晶 PbI 2 试剂制造的器件的结果。这项工作极大地丰富了研究人员应该了解的钙钛矿试剂中已知杂质的列表,我们提出改进的钙钛矿前体的纯化方法将进一步有利于器件性能、运行间和批次间重现性。关键词:PbI2 试剂源、碘化铅前体杂质、卤化物钙钛矿;器件性能、SIMS 数据 ■ 简介