近年来,卤化物钙钛矿材料已用于制造高性能太阳能电池和发光装置。然而,材料缺陷仍然限制了器件的性能和稳定性。在这里,基于同步加速器的布拉格相干衍射成像用于可视化卤化物钙钛矿微晶体中的纳米级应变场,例如缺陷局部的应变场。尽管 MAPbBr 3 (MA = CH 3 NH 3 + ) 晶体具有很高的光电质量,但其内部存在明显的应变异质性,并且通过分析其局部应变场可以识别出〈100〉和〈110〉刃位错。通过在连续照明下对这些缺陷和应变场进行原位成像,发现了数百纳米范围内剧烈的光诱导位错迁移。此外,通过选择性研究被 X 射线束损坏的晶体,较大的位错密度和增加的纳米级应变与材料降解和使用光致发光显微镜测量评估的显著改变的光电特性相关。这些结果证明了卤化物钙钛矿中扩展缺陷和应变的动态性质,这将对设备性能和操作稳定性产生重要影响。
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。
塞缪尔·埃里克森(Samuel Erickson),1卡利斯塔·卢姆(Calista Lum),1凯蒂·斯蒂芬斯(Katie Stephens),2 Mritunjaya Parashar,3 Darshpreet Kaur Saini,3 Bibhudutta Rout,3 Cheol Park,4 Timothy J. Peshek,Timothy J. Peshek,5 Lyndsey McMillon,5 Lyndsey McMillon,5材料和生物材料科学与工程,加利福尼亚大学,默塞德分校,默塞德,加利福尼亚州,美国3北德克萨斯大学,美国德克萨斯州登顿市北德克萨斯大学4高级材料和加工分支,NASA LANGLEY研究中心,弗吉尼亚州汉普顿,弗吉尼亚州23681,美国5光伏和电力化学领导人,乔治·艾尔纳·H·格兰德·艾尔纳(John H. *通信:sghosh@ucmerced.edu https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.111586
更广泛的背景随着对清洁和可持续能源的需求不断增长,发展高性能和安全的能源存储已成为关键的研究优先事项。卤化物固态电解质(SSE)由于高电压下的高离子电导率和出色的稳定性而成为常规液体电解质的有希望的替代品。将这些材料集成到没有液体组件的全稳态状态电池(ASSB)中,并且可以增强能量密度,安全性和更长的循环寿命,可以显着提高电池技术的性能和安全性。然而,仍然缺乏对卤化物SSES结构 - 专业关系的基本理解。这项研究强调了为ASB开发高效且稳定的卤化物SSE的设计原理。通过探索离子和空位位点浓度对离子电导率的影响,作者发现,在六边形的近距离包装阴离子sublattice中实现离子的平衡和空置位点浓度对于有效的离子传输至关重要,这对于高度离子扩散率和最高的激活能量至关重要。这项研究还表明,Aliovalent取代可以增强卤化物SSE的氧化稳定性,但会损害其还原稳定性。这项研究为开发具有较长骑自行车稳定性的无钴屁股提供了重要的见解,这对于广泛采用可持续能量存储至关重要。
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球关注,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的策略,以改善这两个领域的卤化物钙钛矿材料的性能和应用:从结构 - 财产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。
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
尽管铯铅卤化钙钛矿 (CsPbX 3 ,X = Cl、Br 或 I) 纳米晶体 (PNC) 因其出色的光学和传输特性而迅速发展用于多种光电应用,但它们的结构稳定性低,尤其是在环境条件下,限制了它们的设备制造和商业化。在这项工作中,我们开发了一种新方法来保护这些纳米晶体的表面,从而提高了化学稳定性和光学性能。该方法基于将 CsPbX 3 NC 封装到具有内在微孔的聚酰亚胺 (PIM-PI) 中,4,4 ′-(六氟异丙基亚甲基)二邻苯二甲酸酐与 2,4,6-三甲基-间苯二胺 (6FDA- TrMPD) 发生反应。 6FDA-TrMPD 作为保护层可以有效地将 NC 与空气环境隔离,从而提高其光学和光致发光稳定性。更具体地说,比较用聚合物处理的 NC 与 168 小时后的合成纳米晶体,我们观察到聚合物处理前后 NC 的 PL 强度分别下降了 70% 和 20%。此外,含有聚合物的 PNC 薄膜比合成的纳米晶体显示出更长的激发态寿命,表明处理过的 PNC 中的表面陷阱态显著降低。化学和空气稳定性以及光学行为的增强将进一步提高 CsPbBr 3 PNC 的性能,从而产生有前景的光学器件并为其大规模生产和实施铺平道路。
这项工作引入了简化的沉积程序,用于多维(2D/3D)钙钛矿薄膜,在形成3D perovskite时,将氯化苯乙林(PEACL)处理整合到反提供的步骤中。这种同时沉积和钝化策略减少了合成步骤的数量,同时稳定卤化物钙钛矿纤维,并将所得太阳能电池设备的光伏性能提高到20.8%。使用多模式原位和其他原位特征的组合,证明PEACL在钙钛矿纤维纤维形成过程中的引入减慢了晶体生长过程,从而导致晶粒尺寸较大,从而导致较大的晶粒尺寸和较窄的晶粒尺寸,从而减少晶粒边界处的载载流量,并提高设备的性能和设备的性能和稳定性。数据表明,在退火过程中,PEACL差用于膜的表面,形成疏水(Quasi)2D结构,可保护大部分钙钛矿纤维中的perove胶剂免受湿度诱导的降解。
固态钠离子电池 (SSSB) 的发展在很大程度上取决于超离子 Na + 导体 (SSC) 的开发,该导体具有高导电性、(电)化学稳定性和可变形性。异质结构的构建提供了一种有前途的方法,可以以不同于传统结构优化的方式全面增强这些特性。在这里,这项工作利用高配位和低配位卤化物骨架之间的结构差异来开发一类新型卤化物异质结构电解质 (HSE)。结合 UCl 3 型高配位框架和非晶低配位相的卤化物 HSE 实现了迄今为止卤化物 SSC 中最高的 Na + 电导率(室温下 2.7 mS cm − 1,RT)。通过辨别晶体本体、非晶区域和界面的各自贡献,这项工作揭示了卤化物 HSE 内的协同离子传导,并对非晶化效应提供了全面的解释。更重要的是,HSEs优异的可变形性、高压稳定性和可扩展性使得SSSB能够有效地集成。使用未涂覆的Na 0.85 Mn 0.5 Ni 0.4 Fe 0.1 O 2和HSEs的冷压正极电极复合材料,SSSBs表现出稳定的循环性能,在0.2 C下经过100次循环后容量保持率为91.0%。
累积部署的薄效率 - 光电脉冲和薄的光伏制造能力的行业领导者都通过蒸气加工产生其镉的太阳能电池。4 - 6此外,可以使用蒸气处理通过Heliatek GmbH对有机光伏的溶液或蒸气方法进行制造。7与这些技术类似,基于蒸气的加工有望在基于钙钛矿的光伏的商业化中发挥关键作用。8它们不仅可以启用具有高产量和可重复性的高质量工艺,而且还可以消除危险溶剂,并简化对较大设备区域的升级。9此外,通过蒸气加工均匀地涂层在粗糙表面上涂层的能力是有益的,在串联应用中,在部署基于perovskite的材料时,这一点尤其重要。10 - 12虽然只有一小部分的研究专注于卤化物钙钛矿材料的蒸气加工,但其进度绝不比基于溶液的方法不如基于溶液的方法,尤其是在研究最多的混合有机有机物 - 无机卤化盐酸钙钛矿材料时。13 - 15个使用蒸气加工有机 - 无机卤化物钙钛矿吸收剂的太阳能电池的降低功率转化率(PCE)为24.4%,16个与基于溶液的方法相当。17