宽频段晶体中的抽象缺陷中心对它们在光电和传感器技术中的应用中的潜力引起了人们的兴趣。然而,众所周知,由于钻石,碳化硅或氧化铝的高度绝缘晶体中的缺陷,由于其较大的内部耐药性,因此很难电气兴奋。为了应对这一挑战,我们意识到了基于十六角硼(HBN)的碳中心的垂直隧道连接处令人兴奋的缺陷范式。通过Van der Waals技术的设备的合理设计使我们能够升高和控制与缺陷到波段和intradefect的电致发光有关的光学过程。对隧道事件的基本理解是基于HBN中的谐振缺损状态之间电子波函数振幅转移到石墨烯中金属状态的,这导致由于组成材料的不同条带结构而导致电子特性的巨大变化。在我们的设备中,通过隧道通路的电子衰变与辐射重组竞争,由于特征性隧道时间在屏障的厚度和结构上具有显着的敏感性,导致载体动力学的可调性程度。这使我们能够实现Intrade的过渡的高耐高率电激发,超过了几个数量级,因此在子兰段式方案中光激发的效率。这项工作代表了通用且可扩展的平台的显着进步,用于使用宽带间隙晶体中的缺陷中心的电动设备,其特性通过在设备工程水平上激活不同的隧道机制进行调制。
一系列卡宾-金-乙炔配合物 [(BiCAAC)AuCC] n C 6 H 5 − n ( n = 1,Au1;n = 2,Au2;n = 3,Au3;BiCAAC = 双环(烷基)(氨基)卡宾) 已被高产率合成。化合物 Au1–Au3 呈现深蓝色至蓝绿色磷光,在所有介质中量子产率高达 43%。金配合物 Au1–Au3 中 (BiCAAC)Au 部分的增加会增加紫外可见光谱中的消光系数和更强的振子强度系数,理论计算支持这一点。发光辐射速率随着 (BiCAAC)Au 部分的增加而降低。时间相关密度泛函理论研究支持磷光的电荷转移性质,这是因为单重态(S 1 )和三重态(T 1 )之间的能隙很大(0.5–0.6 eV)。瞬态发光研究揭示了非结构化紫外瞬时荧光和 428 nm 振动分辨长寿命磷光的存在。有机发光二极管 (OLED) 采用物理气相沉积法制成,以 2,8-双(二苯基磷酰基)二苯并[b,d]呋喃 (PPF) 作为主体材料,与复合物 Au1 反应。在 405 nm 处观察到近紫外电致发光,器件效率为 1%,同时在 10 尼特的实际亮度下 OLED 器件寿命 LT 50 长达 20 分钟,表明一类非常有前景的材料可用于开发稳定的紫外 OLED。
d 中山大学化学学院生物无机与合成化学教育部重点实验室,广州 510275 基于钙钛矿纳米晶体的发光二极管 (PNCs-LED) 引起了下一代显示和照明技术的极大兴趣,因为它们的色纯度、高亮度和发光效率接近从器件结构中提取电致发光的固有极限。虽然现在是开发有效的光耦合策略以进一步提高器件性能的时候了,但 PNC-LED 的这一技术相关方面仍然没有明确的解决方案。在这里,遵循理论指导并且没有集成复杂的光子结构,我们实现了稳定的 PNC-LED,其 EQE 高达 29.2%(平均 EQE =24.7%),这大大突破了普通 PNC-LED 的耦合限制,并系统地超越了以前任何基于钙钛矿的器件。这种前所未有的性能的关键是引导薄至 10 nm 的 PNC 发射层中的复合区,我们通过使用用镍氧化物层重新表面化的 CsPbBr 3 PNC 精细平衡电子和空穴传输来实现这一点。超薄方法具有普遍性,原则上也适用于其他钙钛矿纳米结构,用于制造高效、颜色可调的透明 LED,非常适合不显眼的屏幕和显示器,并与光子元件的集成兼容,以进一步提高性能。关键词:卤化铅钙钛矿纳米晶体、发光二极管、外部量子效率、光耦合、透明 LED 近几年来,铅因其优越的光学性能和经济实惠的溶液加工性而备受推崇
1 俄亥俄州立大学电气与计算机工程系,美国俄亥俄州哥伦布 43210。2 Lumileds LLC,美国加利福尼亚州圣何塞 95131。3 俄亥俄州立大学材料科学与工程系,美国俄亥俄州哥伦布 43210。*通讯作者:rahman.227@buckeyemail.osu.edu 摘要:我们展示了通过高效隧道结实现的低开启电压 P 向下绿光 LED。由于 (In,Ga)N/GaN 界面中的极化场排列具有 p 向下方向,与传统的 p 向上 LED 相比,电子和空穴注入的静电耗尽势垒降低了。具有 GaN 同质结隧道结的单个 (In,Ga)N/GaN 异质结构量子阱有源区在 20A/cm 2 时表现出非常低的 2.42V 正向工作电压,当电流密度高于 100 A/cm 2 时,峰值电致发光发射波长为 520 nm。底部隧道结具有最小的电压降,能够实现向底部 p-GaN 层的出色空穴注入。III 族氮化物半导体在光电子学和电子学 1-12 中的广泛应用具有重要的技术意义,并已广泛应用于照明和显示应用。虽然过去十年来,紫/蓝光发射波长范围内的 GaN 基发光二极管的效率和功率输出有了显着提高,但较长波长的发射器仍然表现出较低的效率。对于为更长波长设计的发射器,(In,Ga)N 量子阱中的铟摩尔分数会导致与更大的晶格失配、量子阱内的缺陷以及阱-势垒界面处更高的极化片电荷密度相关的挑战,所有这些都会导致器件性能下降。13-16
已用于机械响应变色聚合物[8–10],而电子转移机制已被用于制造电致发光机器人皮肤。[11] 具有应力可调结构色的软材料也已开发出来,使用水凝胶基质中的定向纳米片或有机双层、聚合物渗透的光子晶体和液晶系统。[4,5,12] 尽管概念验证材料和设备已经成功展示,但目前这些材料在自主和节能的块体设备中的利用受到以下因素的阻碍:诱导颜色变化所需的高能量输入、速度慢、不可逆性以及扩大合成和制造工艺的挑战。与人造设备相比,鱼、鱿鱼和变色龙等动物已经进化出优雅、节能的细胞内结构,可以动态控制颜色,从而进行交流、警告、保护和伪装。 [13–17] 其中一些动物的彩虹色是由一种名为虹细胞的特殊细胞内的层状纳米结构反射光线的建设性干涉产生的。颜色和亮度的变化是通过细胞介导对这些反射结构的层状间距和方向的操控而产生的。例如,霓虹灯鱼只需使用所谓的百叶窗机制倾斜高反射率的鸟嘌呤板,就能将颜色从蓝绿色(≈ 490 纳米)变为靛蓝色(≈ 400 纳米)(图 1 A、B 和电影 S1,支持信息)。[13] 在电刺激虹细胞的驱动下,颜色变化是可逆的,而且速度超快。由于该机制依靠入射光作为动力源,并且反射光线通过建设性干涉得到加强,因此这些动物可以用最少的能量输入产生强烈、动态可调的颜色。人们还广泛探索了堆叠的薄片形式的层状结构,以便对合成材料的性质和功能进行结构控制。受软体动物壳结构的启发,粘土和无机薄片排列成珍珠层的砖和砂浆结构,可用于显著提高聚合物基复合材料的刚度和断裂韧性。[18–22] 除了机械性能外,人们还开发了具有精心设计的薄片取向的结构材料,以提高锂离子电池石墨阳极的充电速率[23],或实现受植物启发的变形结构[24]和软机器人的形状变化。[25] 与许多可以实现的组装过程相比,
电视、智能手机和平板电脑等新兴设备正成为人们日常生活的一部分。2012 年,国际电信联盟无线电通信部门 (ITU-R) 为超高清显示器推荐了一种新的色域标准,称为 BT.2020(或 Rec.2020)。[1] 采用 Rec.2020 色域可以精细地再现自然界中的几乎所有颜色,这些颜色基于红、绿、蓝 (RGB) 三原色,国际照明委员会 (CIE) 色度坐标分别为 (0.708, 0.292)、(0.170, 0.797) 和 (0.131, 0.046)。在这种需求的驱动下,开发能够显示具有极窄发射光谱带宽和高效率的单色 RGB 颜色的新型发光材料和装置是一项至关重要的挑战。有机发光二极管 (OLED) 因其广泛的研究和开发目前被视为 UHD 显示器的主流技术。[2–8] 在过去的二十年里,随着新发光机制的出现,OLED 的效率得到了显著提高,特别是磷光 [5,8,9](第二代)和热激活延迟荧光 [7,10,11](TADF,第三代),这些机制使电子到光子转换的内部量子效率达到 ≈ 100%。尽管电致发光 (EL) 效率如此之高,但大多数传统 OLED 都存在宽带发射光谱的问题,半峰全宽 (FWHM) 通常为 > 50 nm 或更宽,从而导致 EL 的色纯度低。因此,在商用 OLED 显示器中,需要使用额外的彩色滤光片来选择性地透射原色,这不可避免地会导致光提取率下降,并导致器件的外部 EL 量子效率 (EQE) 降低。从器件的功耗角度来看,这种情况也是不利的。最近,以稠合多环 π 体系为特征的多共振诱导 TADF (MR-TADF) [12–24] 材料已成为克服传统 OLED 缺点的有机发射体的新范例,引发了研究兴趣的激增。事实上,与最先进的无机 LED 和量子点 LED 的情况一样,采用有机硼 MR-TADF 发射体的 OLED 已经实现了高效的窄带 EL
晶体材料、石榴石或掺杂稀土的顺磁玻璃,因此不适合大面积和体积成像。[4] 氮空位 (NV) 中心对磁场具有高灵敏度(单个 NV 中心的灵敏度约为 1 nT Hz −1/2 量级),[5] 但 NV 的光学截面较弱,需要高分辨率检测其发射波长,并且校准困难。[6] 磁成像应用将受益于生物相容性材料(如分子或纳米颗粒)内更强的光磁相互作用,这些材料可以直接掺入样品或生物测定中。[7] 理想情况下,用于磁成像的纳米材料还能够进行高分辨率成像和在高光子通量下操作,甚至可能在微激光器中实现,其明亮的发射和高光谱灵敏度为以细胞分辨率监测各种生理参数创造了新的机会。 [8] 荧光或电致发光材料中的新光磁效应可用于调制激光,甚至可能在光调制器中找到新的应用,而光调制器目前依赖于弱热效应或电光效应。鸟类对地球磁场敏感性的解释为传统磁光材料提供了一种替代品。最近的研究表明,鸟类能够利用其视网膜中电子相互作用的磁敏感性来适应地球磁场。[9,10] 鸟类视网膜中蛋白质的光激发会产生自由基(不成对电子)中间态,然后这些中间态与自旋为 1 的激子(电子-空穴对)相互作用,后者也称为三重态激子。为了解这些相互作用的磁依赖性基础,考虑一个不对称分子,对于该分子,即使在没有磁场的情况下,自旋为 1 的激子的三个三重态也会在能量上分裂。通常,在没有显著的自旋轨道耦合的情况下,这种零场分裂小于约 10 μ eV。[11] 因此,一个数量级为 10 μ eV μ B − 1 ( ≈ 0.2 T) 的外部磁场(其中 μ B 是玻尔磁子)可以通过塞曼效应重新排序三重态,从而调节它们在自旋相关相互作用中的参与。对于没有零场分裂的未配对电子,磁场灵敏度通常更高。因此,三重态-三重态和三重态-电荷相互作用都可以经历磁场调制。鉴于其
光是一种能量形式,其行为可以用波和粒子的性质来描述。电磁辐射的某些性质,例如它从一种介质传播到另一种介质时的折射,可以通过将光描述为波来得到最好的解释。其他性质,例如吸收和发射,最好将光视为粒子来描述。自 20 世纪前 25 年量子力学发展以来,电磁辐射的确切性质仍不清楚。尽管如此,波和粒子行为的双重模型为电磁辐射提供了有用的描述。1.1 发光发光是一门与光谱学密切相关的科学,光谱学是研究物质吸收和发射辐射的一般规律。自古以来,海洋和腐烂有机物中的细菌、萤火虫和萤火虫等发光生物的存在就让人类既困惑又兴奋。对发光这一主题的系统科学研究始于 19 世纪中叶。 1852 年,英国物理学家 GCStokes 发现了这一现象,并提出了发光定律,即现在的斯托克斯定律,该定律指出发射光的波长大于激发辐射的波长。1888 年,德国物理学家 E. Wiedemann 在文献中引入了“发光”(弱辉光)一词。某些物质吸收各种能量后发光而不产生热量的现象称为发光。发光是在各种激发源下获得的。发射光的波长是发光物质的特性,而不是入射辐射的特性。发光系统不断消耗能量来驱动发射过程。通用术语“发光”包括各种各样的发光过程,这些过程的名称源于为其提供动力的各种能量。光致发光包括荧光和磷光,是众多发光类别之一。为了说明发光的多样性,下面介绍一些最常见的发光类型:1. 电致发光:电流通过电离气体时产生。例如气体放电灯。2. 放射性发光:从放射性衰变释放的高能粒子中获取能量。例如发光的镭表盘。3. 摩擦发光:源于希腊语 tribo,意为摩擦。当某些晶体受到压力、挤压或破碎时,就会发出这种发光。例如某些类型的糖晶体。4. 声致发光:在暴露于强声波(压缩)的液体中产生这种发光。5. 化学发光:从化学反应中获取能量。化学键的断裂提供了能量。
Heeger,MacDiarmid和Shirakawa等人发现导电聚乙炔。在1977年开设了一个新时代,这使他们因“导电聚合物的发现和开发”而获得了2000年诺贝尔化学奖。[1]在1987年,Tang和Vanslyke报告了砂含量的电致发光装置结构,代表了有机电子领域的里程碑。[2]在1990年,朋友,福尔摩斯,布拉德利及其来自剑桥大学的梅尔维尔实验室和梅尔维尔实验室的同事开发了其基于聚合物的电动发光设备,该设备被广泛认为是打开塑料电子设备的门。[3]从那时起,基于导电聚合物的有机发光二极管(OLED),有机光伏(OPV),有机场效应晶体效应(OFET)和有机固态激光器(OSSL)的技术一直非常迅速地推动。随着大量信息电子设备的灵活性,灵活的电子设备已成为现实。在过去的十年中,灵活的电子研究经历了快速增长,这也是由便携式和可穿戴仪器的功能驱动的。灵活的电子设备是一种猖ramp的技术发明,可重新使用软电介电和导电材料,它由于其出色的光电特性,例如电导率,opti-cal吸光度和载体和载体运输以及有吸引力的机械性能,包括灵活性,不良能力和溶液的制造,因此鼓励使用聚合物。核心组件的柔性设计在开发柔性电子设备方面起着至关重要的作用。灵活的电子设备被认为是基于开拓和跨学科研究的破坏性技术,它可以破坏基于经典硅电子产品的内在局限性。这可以为Ingration设计,能源革命,医疗技术变化开放创新的前景,从而为未来通过自我依赖的创新提供了重要的机会。柔性电子产品的优越性首先归因于对电子元素的性能的最终追求。灵活电子设备的关注问题通常是最佳光电特性和设备灵活性之间的权衡。出于织物的目的 - 高性能有机柔性设备,已经探索了不同的方法,主要集中在以下四个方面:a)内在灵活的有机成分(半导体,电极,绝缘体和底座),b)设备工程,c)c) - c)构造的构造技术和d)。具有内在灵活性的聚体用于构建灵活性
焊接对薄硅太阳能电池造成的损坏以及模块中破裂电池的检测 Andrew M. Gabor、Mike Ralli、Shaun Montminy、Luis Alegria、Chris Bordonaro、Joe Woods、Larry Felton Evergreen Solar, Inc. 138 Bartlett St., Marlborough, MA 01752, 508-597-2317, agabor@evergreensolar.com Max Davis、Brian Atchley、Tyler Williams GreenMountain Engineering 500 Third St, Suite 265, San Francisco, CA 94107 摘要:降低光伏制造成本的需求加上目前多晶硅原料的短缺,导致硅片和电池厚度不断减小。工艺、材料和处理设备必须适应以保持可接受的机械产量和模块可靠性。对于较薄的电池来说,将导线焊接到电池上是更具挑战性的步骤之一。电池可能会在焊接过程中断裂,或者由于焊接过程中的损坏而导致模块破裂。为了在将 String Ribbon 晶圆厚度降至 200 微米以下时保持良好的产量和模块可靠性,Evergreen Solar 开发了有助于优化工艺、设备和材料的工具,并开发了改进的模块级裂纹检测方法。在本文中,我们描述了一种电池破损强度测试仪,我们将其构建为一种快速反馈和质量控制工具,用于改进和监控焊接过程。我们还描述了一种电致发光裂纹检测系统,我们开发该系统是为了对模块中破裂的电池进行成像,提供快速且无损的反馈。有限元建模用于解释为什么与背面相比,在模块的玻璃侧加载时电池更容易破裂。关键词:模块制造、可靠性、焊接 1 简介 降低光伏制造成本的需求加上目前多晶硅原料的短缺,正在推动晶圆和电池厚度的稳步下降。工艺、材料和处理设备必须适应以保持可接受的机械产量和模块可靠性。将电线焊接到电池上是较薄电池更具挑战性的步骤之一。电池可能在此过程中破裂,或者由于在此过程中造成的损坏导致模块随后破裂。为了在将 String Ribbon 晶圆厚度降至 200 微米以下时保持良好的产量和模块可靠性,Evergreen Solar 正在研究裂纹形成的机制,并正在开发有助于工艺和材料优化的工具,并正在开发模块级裂纹检测的改进方法。