钙钛矿纳米晶体(NC)(例如用于量子应用的CSPBBR 3)的兴趣正在迅速提高,因为已经证明它们可以表现为非常有效的单个光子发射器。在这种情况下要解决的主要问题是它们在操作激发下的光稳定性。在本文中,我们对高度有效的钙钛矿纳米纸的光学和量子性质进行了完整分析,该纳米蛋白含有已建立的方法,该方法是第一次生产量子发射的方法,并证明可确保增加光合稳定性。这些发射器与强烈的光子抗挑战一起表现出减少的眨眼。非常明显的是,这些特征几乎不会被激发强度的增加远高于发射饱和水平。最后,我们第一次实现了单个钙钛矿纳米管与锥形操作的纳米纤维的耦合,以旨在实现紧凑的集成单光子源以实现未来的影响。
注意:本稿件由 UT-Battelle, LLC 撰写,合同编号为 DE-AC0500OR22725,与美国能源部签订。出版商接受发表本文,即承认美国政府保留非独占、已付费、不可撤销的全球许可,可出于美国政府目的出版或复制本稿件的已出版形式,或允许他人这样做。能源部将根据 DOE 公共访问计划 (http://energy.gov/downloads/doe-public-access-plan) 向公众提供这些联邦资助研究的成果。
光生电荷产生范围很宽且可调,[4] 而且载流子迁移率高,扩散长度可达几微米。[5–7] 在任何光收集装置中,合适的接触对于有效收集光生电荷并将其输送到外部电路都至关重要。接触负责提供内在不对称性,以产生提取光生载流子的驱动力;[8] 这种内在不对称性可以通过动力学选择性(扩散控制)或电极之间的能量失配(漂移控制)来建立。一般的薄膜太阳能电池由活性层、夹在空穴提取阳极接触和电子提取阴极接触之间组成。在光照下,活性层内产生的电荷载流子将漂移扩散到接触处,并通过内在不对称性被提取,从而产生净光电流。有机太阳能电池的特点是载流子迁移率低、扩散长度短,因此需要在活性层上建立强大的内建电场以提高电荷提取率并避免复合。[9–11] 该电场由内建电位V bi (或接触电位) 引起,该电位源于阳极和阴极之间的功函数差异,由于有机半导体的介电常数相对较低,因此基本上不受屏蔽。相反,在钙钛矿太阳能电池中,载流子扩散长度为几微米,在没有电场的情况下,光生电荷应该能够毫不费力地穿过 200–500 纳米的活性层而不会复合。因此,只要能确保接触处的动力学选择性[12],电荷收集预计将由扩散控制[8,13],人们正在沿着这个思路达成共识。通过在电极和活性层之间采用单独的电荷传输层 (CTL) 来实现动力学选择性,从而形成 n–i–p 或 p–i–n 型器件架构,其中阳极处为空穴传输层 (HTL,p 层),阴极处为电子传输层 (ETL,n 层)。在理想情况下,这些层能够传导多数载流子,同时防止少数载流子的提取,从而为扩散驱动的电荷收集创建优先方向。在这种电荷提取要求的框架内,对于内置电位的确切作用以及负责电荷提取的驱动力的确切性质仍然存在一些猜测。
[[A] G. T. Kent博士,E。Morgan,K。R。Albanese,A。Kallistova博士,A。Brumberg博士,L。Kautzsch博士,R。Seshadri教授,A。K。K. Cheetham材料系和材料研究所研究实验室研究实验室研究实验室,加利福尼亚州Santa Barbara,CA 93106(USA)(USA)(USA)(美国): akc30@cam.ac.uk [B] G. Wu博士,K。R。Albanese化学与生物化学系加利福尼亚州圣塔芭芭拉大学,加利福尼亚州圣塔芭芭拉,加利福尼亚州93106(美国)[C] Cheetham材料科学与工程系新加坡国立大学117576新加坡(新加坡)支持本文的信息,通过文档末尾的链接给出。
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。
立方钙钛矿Baruo 3在1,000°C下已在18 GPA下合成。rietveld的修复表明,新化合物具有拉伸的ru -o键。立方钙钛矿Baruo 3保持金属至4 K,并在T C 60 K处表现出铁磁过渡,对于SRRUO 3而言,其明显低于T C 160 K。立方钙钛矿Baruo 3的可用性不仅可以绘制出Aruo 3(A CA,SR,BA)在整个系列中的磁性演变,这是A位置R A的离子尺寸的函数,而且还完成了Baruo 3的多型型。在perovskites aruo 3(a,ca,sr,ba)中的图与r a的图的扩展表明,随着立方结构的接近,t c不会增加,但对于正骨srRUO 3的最大值。通过ca抑制t c,在srRUO 3中抑制ba掺杂是通过顺磁相的急剧不同的磁敏感性(t)而区分的。在(CA SR)RUO 3侧的刻板阶段和(SR,BA)RUO 3侧的带宽扩大的背景下,这种区别已被解释。
ext。0.669 0.945 0.669 T = 0.80(EV)期望。[REF] [REF] 0.668 0.945 0.669 N/A PBE 0.670 EG = 1.23(EV)
摘要。金属卤化物钙钛矿材料在钙钛矿太阳能电池和发光二极管中迅速前进,这是由于其优质的光电特性。钙钛矿光电设备的结构包括钙钛矿活动层,电子传输层和孔传输层。这表明优化过程随着复杂的化学结晶过程和复杂的物理机制之间的复杂相互作用而展开。钙钛矿光电学中的传统研究主要取决于试验和错误实验,这是一种效率较低的方法。最近,机器学习的出现(ML)已大大简化了优化过程。由于其强大的数据处理能力,ML在发现潜在模式和做出预测方面具有显着优势。更重要的是,ML可以揭示数据中的潜在模式并阐明复杂的设备机制,从而在增强设备性能中起关键作用。我们提出了将ML应用于Perovskite光电设备的最新进步,涵盖了钙钛矿活动层,传输层,接口工程和机制。此外,它还为未来的发展提供了预期的前景。我们认为,ML的深层整合将大大加快钙钛矿光电设备性能的全面增强。
由于其出色的可见光吸收和高化学稳定性,甲状腺素钙钛矿硫化物硫化锆(BAZRS 3)在过去几年中引起了极大的关注,这是杂交卤化物钙钛矿的潜在替代方法。但是,BAZR的高处理温度在1000以上的3层薄膜严重限制了其用于设备应用的潜力。在此,我们通过更改化学反应途径在低至500℃的温度下报告了BAZRS 3薄膜的合成。通过X射线衍射和拉曼光谱镜证实了单相3薄膜。原子力显微镜和扫描电子显微镜表明,随着退火温度的降低,结晶尺寸和表面粗糙度始终降低。较低的温度进一步消除了与高温加工有关的硫空位和碳污染。能够在较低温度下合成甲状腺素蛋白酶钙钛矿薄膜消除其设备制造的主要障碍。光电检测器显示快速响应,ON/OFF比率为80。制造的田间效应晶体管的电子和孔迁移率分别为16.8 cm 2 /vs和2.6 cm 2 /vs。
