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《中国研究人员在室温下使全无机钙钛矿变形且不损害其功能特性》

  • 来源专题：先进材料
  • 编译者： 李丹
  • 发布时间：2023-10-15

  • 据香港城市大学网站10月5日消息，中国香港城市大学（City University of Hong Kong，CityU）的研究人员在室温下成功实现全无机钙钛矿材料变形，且不损害其功能特性。全无机卤化铅钙钛矿具有优异的性能和环境稳定性，是能源转换和光电子领域重要的半导体材料，但该材料通常很脆且难以加工，严重限制了其在光电产品中的应用。研究人员采用气-液-固方法合成了直径和宽度为0.4~2μm、长度为3~10μm的CsPbX3（X为Cl、Br或I离子）单晶微柱，再用扫描电子显微镜进行了原位压缩实验。实验结果表明，全无机CsPbX3单晶可以在环境条件下通过多次滑移而变形为各种形状，且不改变其晶体完整性、晶格结构或光电特性。该研究成果可促进无机卤化铅钙钛矿材料在新能源设备和可变形电子产品等设备中的应用。相关研究成果发表在《自然·材料》期刊上。


    来自全球技术地图

  • 原文来源：https://www.cityu.edu.hk/research/stories/2023/10/05/successful-morphing-inorganic-perovskites-without-damaging-their-functional-properties
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  • 《研究提出利用全无机锗盐制备高光电性能钙钛矿纳米晶的新方法》
    • 来源专题：能源情报网信息监测服务平台
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2022-01-26
    • 近日，中国科学院大连化学物理研究所复杂分子体系反应动力学研究组研究员韩克利团队在制备高质量金属卤化物钙钛矿纳米晶方面取得新进展。该团队利用锗卤化物作为理想的前驱体，设计了更有效、毒性更小的制备高光电性能金属卤化物钙钛矿纳米晶体的新方法，该方法可明显改善纳米晶的光电质量。 铅基和非铅钙钛矿纳米晶的三前驱体合成面临着相似的挑战：卤化物前驱体的选择主要局限于有毒且高度易燃的有机卤化物，限制了其大规模应用。此外，这些有机卤化物制备的大多数纳米晶由于卤素缺陷，导致其光致发光性能差。无机金属卤化物可能将金属阳离子引入钙钛矿晶格，从而改变目标材料的晶体结构。因此，寻找合适的卤化物前驱体是解决上述问题的关键。 该工作中，科研人员提出将全无机锗盐GeX4（X=Cl、Br、I）作为稳定且低危险性的卤化物前驱体。不同于大多数其他无机卤化物前驱体，由于Ge卤化物中卤素离子的释放过程易于调控，有助于增加所得钙钛矿纳米晶的卤化物组成，从而减少或消除与卤化物空位相关的陷阱态，因此，GeX4化合物不会将Ge元素传递到最终产物中，使得纳米晶的发光强度、荧光寿命、光致发光量子产率和相稳定性都得到明显改善。理论计算表明，Ge卤化物在介电环境和热力学中均提供了有利条件，有助于形成尺寸受限的缺陷抑制纳米粒子。该研究为制备高质量钙钛矿纳米材料，以及调整其光电特性提供了可行性路径。 相关研究成果以Germanium Halides Serving as Ideal Precursors: Designing A More Effective and Less Toxic Route to High Optoelectronic Quality Metal Halide Perovskite Nanocrystals为题，发表在《纳米快报》（Nano Letters）上。研究工作得到国家自然科学基金等项目的资助。
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  • 《全无机钙钛矿电池光电转换效率达16.1%》
    • 来源专题：中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者：guokm
    • 发布时间：2020-09-16
    • 香港城市大学新研发的全无机钙钛矿电池的光电转换效率达到16.1%，而获中国计量科学研究院认证的效率亦高达15.6%。香港城市大学学务副校长兼化学及材料科学讲座教授任广禹指出，这次研究成果的突破在于找到了简单方法，用于制造光电转换效率与稳定性兼具的全无机钙钛矿电池。 　　香港城市大学的研究团队近年来一直在探索提高全无机钙钛矿光电转换效率的方法。他们在制备钙钛矿的过程中添加了特制的小分子6T1C-4F，以减少表面或晶界的缺陷。研究结果发现，开路电压从1.10V显著提高到1.16V，且填充因子及短路电流在添加6T1C-4F作钝化后都有所改善。 　　研究结果还显示，在连续照射350小时后，电池的能量转化效率只下降了约15%。这说明添加6T1C-4F以钝化钙钛矿的表面，不仅能保护钙钛矿的表面免受湿气、氧气和光线的侵蚀，而且结晶的颗粒增大了，能有效减少晶界缺陷及电流流失，使得全无机钙钛矿电池的光电转换效率和稳定性均有所提高。 　　据任介绍，这款全无机钙钛矿电池的结构设计是“倒装式”，适合制成叠层式太阳能电池。其特色是能够同时吸收不同光谱的太阳光，因此科研界预料，其光电能量转换率未来有望超过30%。 
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