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![arXiv:2105.07686v2 [cond-mat.mtrl-sci] 2021 年 7 月 6 日](/simg/a\a1fe0971113e25c0b34fb23c77d73422d9073bfb.webp)
arXiv:2105.07686v2 [cond-mat.mtrl-sci] 2021 年 7 月 6 日
卤素空位的迁移是铅卤化物钙钛矿中相分离和材料降解的主要原因之一。在这里，我们使用第一性原理密度泛函理论来比较立方 CsPbBr 3 的块体和 (001) 表面溴空位的迁移能垒和路径。我们的计算表明，由于表面的软结构允许键长变化大于块体，因此表面可能促进溴空位在这些钙钛矿中的迁移。我们计算出表面轴向到轴向溴空位迁移的迁移能仅为块体值的一半。此外，我们研究了用四种不同的碱金属卤化物单层改性表面的效果，发现对于 NaCl 钝化系统，迁移势垒几乎增加到块体值。发现迁移势垒与 CsPbBr 3 表面和碱金属卤化物单层之间的晶格失配有关。我们的计算表明，表面可能在介导卤化物钙钛矿中的空位迁移方面发挥重要作用，这一结果与具有大表面体积比的钙钛矿纳米晶体有关。此外，我们提出了通过使用碱金属卤化物盐钝化来抑制这一不良过程的可行方法。
卤化物异质结构促进钠超离子导体的离子扩散和高压稳定性
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％。
混合 - 卤化物钙钛矿中相位分离的温度依赖性逆转
成功实施了在串联perovskite光伏设备的顶部细胞中的成功实施，但受到卤化物种族隔离现象的阻碍，[27-29]遭受了混合的碘化碘 - 溴组成，用于实现宽带式的（> 1.7 ev [> 1.7 ev [22,23,23]）。太阳光谱的高能部分。在带有袋中的照明下[27]或电荷载体注入，[30-32]这些伴侣经历了一个混合过程，从而形成了富含碘化物和溴化物的富相的局部区域。[33–36]去除外部刺激导致从隔离中恢复。[27,37–39]尽管这种可逆的相分离仅影响钙矿体积的少数族裔，[34,40]在空间上，空间不均匀的bandgap严重破坏了混合壁孔孔孔的适用性，不仅可以通过限制了频带的范围，而不仅会限制频带的范围，而且还限制了对频段的效果[41] [41] 41] [41] [41] [41–43]和重组，[44]并导致电压损耗。[40,45]因此，正如最近的几篇评论文章中列出的那样，已经大量的研究注意力用于理解这一案例以防止这种情况。[46–50]
胶体锡卤化物钙钛矿纳米结构的结构动力学和可调性
以铅（Pb 2 +）[1,2]为二价阳离子的金属卤化物钙钛矿纳米晶体（NC）由于其尺寸和形貌可调、光学性能增强和化学稳定性，在光伏、[3]光发射和检测、[4,5]激光[5]和水分解[6]等应用方面具有吸引力。然而，据报道，当用毒性较低的[7,8]二价金属（如Sn 2 +）[9,10–12,13]取代铅时，所得NC的化学稳定性较差，缺乏可调性，光学性能也不太理想。相比之下，自50多年前首次被探索以来，Sn卤化物钙钛矿块体[14,15,16]和薄膜[17]已经得到了强有力的发展。 [18] 它们在光伏电池中的性能提高是由于使用添加剂（如SnF2 [19]和离子液体[20]）或通过从三维结构转换为二维混合钙钛矿（Dion-Jacobson [8,21]和Ruddlesden-Popper（RP）[22,23]）成功稳定了活性层。由于两个主要挑战，块体材料中获得的稳定性增强不能简单地转化为纳米尺度：i）对于 L 1 = 10 nm 以下的 NC，表面体积比很高（其中 L 1 是长方体的最小横向尺寸），这会导致大量金属离子从 Sn 2 + 氧化为 Sn 4 + ，以及 ii）存在光学带隙相差多达 1.25 eV 的多晶型物 [15,16]（即具有强光致发光 (PL) 的高导电黑色立方相 (Pm3m)、γ-正交相 (Pnma) 和非导电黄色正交相 (Pnma)）。[15,16,24]
强烈的Fermi级固定在金属触点上，以卤化物钙钛矿
作者的完整清单：洪，库塔克；首尔国立大学，材料科学与工程系，高级材料研究所；劳伦斯·伯克利国家实验室，化学科学系权，Ki Chang；首尔国立大学材料科学与工程系，高级材料研究所Choi，Kyoung；韩国基础科学研究所，国家研究设施和设备中心（NFEC）LE，Quyet； Duy Tan University，Duy Tan University，Duy Tan University，DU NANG 550000，越南； Kim，Seung Ju；首尔国立大学，材料科学与工程系，高级材料研究所，汉苏；首尔国立大学，材料科学与工程系，高级材料研究所SUH，Jun Min；首尔国立大学，材料科学与工程系，高级材料研究所Kim，Soo Young；韩国大学 - 卡罗来林的Anam校园，材料科学与工程萨特弗拉；劳伦斯·伯克利国家实验室（Jang，Ho Won）；首尔国立大学，材料科学与工程系，高级材料研究所
可调的多型卤化物钙钛矿串联光电探测器，可切换响应
图2：具有不同的钙钛矿吸收剂组成的建模吸收和装置响应。a）宽带隙（BPBBR 3，实线）的吸收（黑线）顶部子细胞和窄带隙底部子细胞（APBI 3，虚线，虚线）在TPD结构中，
新见解，可用于无钴全稳态电池的AlioLovalent替代卤化物固体电解质
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。
超大型NataCl6卤化物电解质，用于高度可逆的全稳态Na-ion电池
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。
卤化物驱动的 InSb 胶体量子点合成控制可实现短波红外光电探测器
在 III-V 族胶体量子点 (CQD) 半导体中，与许多光敏材料候选物相比，InSb 有望获得更广泛的红外波长范围。然而，实现必要的尺寸、尺寸分散性和光学特性一直具有挑战性。本文研究了与 InSb CQD 相关的合成挑战，发现锑前体的不受控制的还原会阻碍 CQD 的控制生长。为了克服这个问题，开发了一种将非自燃前体与卤化锌添加剂相结合的合成策略。实验和计算研究表明，卤化锌添加剂会减缓锑前体的还原，从而促进尺寸更均匀的 CQD 的生长。还发现卤化物的选择可以额外控制这种效应的强度。所得 CQD 在 1.26-0.98 eV 的光谱范围内表现出明确的激子跃迁，同时具有强光致发光。通过实施合成后配体交换，实现了胶体稳定油墨，从而能够制造高质量的 CQD 薄膜。首次演示了 InSb CQD 光电探测器，在 1200 nm 处达到 75% 的外部量子效率 (QE)，据了解，这是无重金属红外 CQD 设备中报告的最高短波红外 (SWIR) QE。
离子迁移和金属卤化物钙壶中的空间充电区通过短路瞬态电流和数值模拟
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。