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《中国研究人员在准二维钙钛矿LED领域取得重大进展》

  • 来源专题：集成电路
  • 编译者： shenxiang
  • 发布时间：2021-03-05

  • 据新材料在线3月1日消息，上海大学和香港城市大学研究人员合作，在准二维钙钛矿成膜形成过程中添加了少量的甲磺酸盐，重构了其薄膜结构，有效地降低了薄膜表面缺陷态并平滑了激子能量转移路径，从而使准二维钙钛矿中的能量转移效率获得了大幅度提升。该钙钛矿薄膜可使发光二极管（PeLED）效率突破20%，这是目前报道的准二维PeLED最高效率值。这项研究结合了钙钛矿发光二极管中的材料化学结构和光物理过程，显著提高了器件性能。相关研究成果发表于《自然通讯》期刊。

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    • 中国科学院大连化物所研究员郭鑫和中国科学院院士李灿团队合作开发出一种DJ型二维层状钙钛矿材料，并应用于光伏电池，获得了优异的器件稳定性。相关成果于12月21日在线发表于《焦耳》。 近年来，有机—无机杂化钙钛矿太阳电池（PSC）受到学术界和工业领域的广泛关注，然而器件稳定性差的问题一直制约其发展。 为此，该团队通过引入含有双氨基基团的有机阳离子，去除以前RP型钙钛矿层间的范德华相互作用，开发出DJ型二维层状钙钛矿材料。相比于RP型二维钙钛矿，DJ型二维钙钛矿有机阳离子在分子两端均以氢键与无机钙钛矿层相连，因而具有更好的结构稳定性。 实验表明，以该类DJ型二维钙钛材料制备的PSC，光电转换效率达到13.3％，更为重要的是其具有高度稳定性。未封装器件在“双85”（85℃和85%相对湿度）条件下和一个标准太阳光持续光照条件下进行长期老化测试，结果表明DJ型二维PSC可以保持95%以上的光电转换效率，表现出优异的湿热稳定性和光照稳定性。 该工作为钙钛矿材料及其器件稳定性研究提供了新的视角，有利于推动钙钛矿太阳电池的进一步发展。
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    • 中国科学院大连化物所韩克利研究员团队在二维非铅钙钛矿动力学机理研究方面取得新进展，相关工作发表在《物理化学快报杂志》上。 二维有机-无机钙钛矿材料具有较高的稳定性和独特的光电性质，已成为材料领域的研究热点。经过几十年的发展，铅基二维有机-无机钙钛矿已被广泛用于制备发光二极管、太阳能电池和光电探测器等设备，尽管性能优异，但铅的环境毒性是其商业化的主要障碍。从环境保护的角度出发，发展无铅的二维有机-无机钙钛矿势在必行。 研究团队前期合成了一种二维锗基钙钛矿材料，本工作以该材料为主体，向其中加入适量的锡元素（Sn），形成一系列二维锗锡混合钙钛矿材料——(PEA)2Ge1-xSnxI4。研究发现，加入的Sn元素可以有效减小二维锗基钙钛矿材料的带隙，当材料中Sn和Ge的比例为1:1时，其具有最小的带隙，进而可以有效增强材料的光吸收能力，有利于提高对太阳光的利用率。同时，相应的理论计算也证实了加入的Sn元素可以减小材料的带隙值。 在二维锗基钙钛矿中掺入锡可以提高其导电性，这为改善光伏材料的性能提供了一种可行方法。
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