2D金属卤化物钙钛矿是一类新兴的可溶液加工半导体,由于其依赖于厚度和成分的电子可调性、简便的合成和高缺陷容忍度而引起了人们的浓厚兴趣,这使得它们在各种光电应用中具有吸引力。 [1] 这些2D变体是通过有机铵阳离子和金属卤化物八面体自组装成量子阱结构而形成的。 与相关的3D组合物相比,这种维度赋予了电荷载流子的量子限制,并且由于介电屏蔽减少而增加了激子结合能。 [2] 3D组合物中低频声子的数量和室温下的动态无序影响电子-空穴对的介电环境,从而导致电子-声子相互作用,例如电荷载流子屏蔽
寻找具有直接带隙和高载流子迁移率的二维 (2D) 稳定材料因其在电子设备中的应用而受到广泛关注。利用第一性原理计算和粒子群优化 (PSO) 方法,我们预测了一种具有二维空间全局最小值的新型 2D 稳定材料 (HfN 2 单层)。HfN 2 单层具有直接带隙 (∼ 1.46 eV),根据变形势理论预测其具有高载流子迁移率 (∼ 10 3 cm 2 · V − 1 · s − 1)。在应变条件下,通过施加简单的外部应变可以很好地保持和灵活调节直接带隙。此外,新预测的 HfN 2 单层具有良好的热稳定性、动力学稳定性和机械稳定性,这通过从头算分子动力学模拟、声子色散和弹性常数得到了验证。这些结果表明 HfN 2 单层是未来微电子器件中很有前途的候选材料。
- 高三线态能量主体 (Host(ET )>Dopant(ET )) - 双极电荷传输特性 (载流子平衡) - 抑制降解机制 (TTA, TPA) - 在正/负极化子、单线态/三线态激子下的稳定性
Matthew C. Beard 博士是美国国家可再生能源实验室 (NREL) 的高级研究员,也是科罗拉多大学博尔德分校可再生和可持续能源研究所 (RASEI) 的研究员。2002 年,Beard 博士在耶鲁大学获得物理化学博士学位,与 Charlie Schmuttenmaer 合作开发时间分辨的 THz 光谱,这是一种非接触式的电荷载流子传输特性探测器。2004 年,他以博士后研究员的身份加入 NREL,与 Arthur Nozik 合作开发提高太阳能转换中初始光能转换效率(主要步骤)的策略。他们研究了胶体半导体纳米晶体(或量子点 [QD])中的多激子生成。 Beard 博士于 2005 年加入 NREL 担任研究科学家,研究 QD 阵列、QD 固体和 QD 太阳能电池,以提高有限的太阳能转换效率,这项工作得到了能源部科学办公室的支持。目前,Beard 博士担任能源混合有机无机半导体中心 (CHOISE) 主任,该中心是科学办公室资助的能源前沿研究中心。该中心汇集了 8 个机构(NREL 和 7 所学术大学)的 18 名高级研究人员。CHOISE 正在学习控制混合半导体中的有机/无机相互作用,以实现前所未有的光电特性。他的研究兴趣包括热载流子利用(减缓热载流子冷却和多激子生成)、纳米结构和混合(有机/无机)系统,用于太阳能转换、光化学能量转换,以及开发用于跟踪能量转换过程的超快瞬态光谱。
结合密度泛函理论 (DFT) 计算和机器学习 (ML) 方法来研究太阳能电池材料中的缺陷。使用 ML 力场模拟缺陷结构演化以获得更长的轨迹以发现罕见事件。使用 DFT 和量子动力学理论确定这些事件对光生载流子复合的影响。使用 ML 模型进一步分析了结构变形和复合动力学之间的相关性。该项目旨在帮助理解和设计用于太阳能电池、光催化和光电化学应用的先进能源材料。有关进一步阅读,请参阅:Wei Li、Yalan She、Andrey S. Vasenko、Oleg V. Prezhdo。金属卤化物钙钛矿中电荷载流子的从头算非绝热分子动力学//纳米尺度。2021 年。第 13 卷。第 23 期。P.10239-10265。关于 HSE 大学
然而,氮化物点的发射线通常不均匀地加宽,与其寿命极限相比至少加宽 100 倍,10,11 这最终限制了它们的不可区分性。加宽是由光谱扩散引起的,光谱扩散是由点附近的电荷载流子的捕获和释放产生的,从而产生了变化的局部电场。通过量子限制斯塔克效应 (QCSE),这导致点的发射能量发生变化。这种效应对氮化物 QDs 比对砷化物 QDs 更强,因为首先氮化物材料的强极性导致氮化物 QDs 中的激子具有较大的永久偶极子,从而增加了与静电环境的耦合并放大了光谱扩散的强度。 12 其次,与砷化物点相比,氮化物点的生长方法改进时间较短,而且它们还表现出更高的点缺陷和位错密度,这些缺陷和位错密度可以充当载流子的陷阱。13–15 光谱扩散是氮化物点产生高度不可区分的光子的最大障碍,因为
摘要:传感器的灵敏度、选择性、可靠性和测量范围是其广泛应用的重要参数。各种检测系统数量的快速增长似乎证明了全世界为增强一个或多个参数而做出的努力是合理的。因此,作为一种可能的解决方案,多域传感方案已被提出。这意味着传感器在光学和电化学等领域同时被询问。光学透明和电化学活性透明导电氧化物(TCO),如氧化铟锡(ITO),为在单个传感器内结合这两个领域提供了机会。这项工作旨在理解 ITO 涂层光纤传感器中观察到的电光调制有损模式共振(LMR)效应。由数值建模支持的实验研究可以识别负责两个领域性能的薄膜特性以及它们之间的相互作用。已发现半导体 ITO 中的载流子密度决定了电化学过程的效率和 LMR 特性。载流子密度会提高电化学活性,但会降低电光调制能力
摘要:传感器的灵敏度、选择性、可靠性和测量范围是其广泛应用的重要参数。各种检测系统数量的快速增长似乎证明了全世界为增强一个或多个参数而做出的努力是合理的。因此,作为一种可能的解决方案,多域传感方案已被提出。这意味着传感器在光学和电化学等领域同时被询问。光学透明和电化学活性透明导电氧化物(TCO),如氧化铟锡(ITO),为在单个传感器内结合这两个领域提供了机会。这项工作旨在理解 ITO 涂层光纤传感器中观察到的电光调制有损模式共振(LMR)效应。由数值建模支持的实验研究可以识别负责两个领域性能的薄膜特性以及它们之间的相互作用。已发现半导体 ITO 中的载流子密度决定了电化学过程的效率和 LMR 特性。载流子密度会提高电化学活性,但会降低电光调制能力
金属卤化物钙钛矿 (MHP) 是一种具有优异性能的半导体材料,广泛应用于各个行业。这些材料通常表现出直接跃迁半导体行为,其特点是吸收系数高、激子结合能低,从而具有出色的 PV 性能。此外,MHP 显示出高效的载流子传输速率、较长的载流子寿命和显著的扩散长度,从而能够以最少的复合实现电子和空穴的有效传输。1 利用 MHP 作为吸收层的钙钛矿太阳能电池 (PSC) 已成为第三代太阳能电池的典范。2009 年,Miyasaka 等人实现了 PSC 开发的一个重要里程碑。用钙钛矿取代染料敏化太阳能电池中的吸收材料,使光伏转换效率 (PCE) 达到 3.8%。2 从那时起,PSC 引起了广泛关注,其 PCE 经历了快速增长,如图所示。1(A)。3 – 9 目前,单结 PSC 已实现认证 PCE 26.14%,10 稳步接近 Shockley – Queisser 效率极限 33.7%。11