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调控杂化准二维钙钛矿薄膜中的相位分布与载流子传输
摘要： 准二维钙钛矿因其高稳定性和易于调控的特性，成为传统三维钙钛矿的有力替代方案。然而，根据器件结构控制相分布仍是主要挑战。本研究通过超快瞬态吸收光谱证实了相纯度与垂直分布的调控方法及其对器件性能的影响。添加乙酸乙酯作为反溶剂可翻转钙钛矿薄膜的生长方向，而采用CH3NH3Cl和二甲基亚砜能减缓晶体生长速率，从而获得更高相纯度。载流子传输方向也随之得到调控。研究发现太阳能电池性能对相纯度的敏感性高于垂直分布。这些发现对于准二维钙钛矿在不同类型器件中的应用具有重要意义——这类应用需要改变相纯度和垂直分布特性。
关键词： 太阳能电池、载流子传输、垂直分布、相纯度、准二维钙钛矿
更新于2025-11-19 16:56:35
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超高真空退火辅助量子阱尺寸调控提升钙钛矿发光二极管效率
摘要： 具有多重维度量子阱（QWs）特征的准二维（Q-2D）钙钛矿一直是光电器件的主要候选材料。然而，过量低维钙钛矿会因声子-激子相互作用及绝缘性大有机阳离子的存在而降低器件效率。本研究通过超高真空（UHV）退火去除有机阳离子1-萘甲基碘化铵（NMAI），有效抑制了低维量子阱的形成。在优化UHV条件下退火的薄膜所制备的钙钛矿发光二极管（PLEDs），其外量子效率达13.0%，插墙效率为11.1%，显著优于手套箱中退火处理的对照器件。
关键词： 量子阱、超高真空退火、尺寸裁剪、准二维钙钛矿、钙钛矿发光二极管
更新于2025-09-23 15:21:01
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非预加热工艺处理的准二维钙钛矿用于高效稳定太阳能电池
摘要： 尽管热铸（HC）技术在开发准二维钙钛矿薄膜的优选晶体取向方面应用广泛，但基底热均匀性难以精确控制的问题不利于器件制备的可重复性。本研究提出一种简便高效的非预加热（NP）薄膜铸膜法，通过将丁铵（BA+）间隔阳离子部分替换为甲铵（MA+）阳离子，制备出(BA)2?x(MA)x+3Pb4I13（x=0、0.2、0.4和0.6）高度取向的准二维钙钛矿薄膜。当x值优化至0.4时，所得准二维钙钛矿薄膜具有高度取向的晶体结构，同时呈现致密形貌和均匀的晶粒尺寸分布。因此，基于(BA)1.6(MA)3.4Pb4I13的太阳能电池分别采用NP工艺和HC工艺实现了15.44%和16.29%的冠军效率。与预期一致，HC工艺处理的器件相比NP铸膜法表现出较差的性能可重复性。此外，在65%±5%相对湿度环境下储存时，未封装的x=0.4器件较x=0器件展现出更优的耐湿稳定性。
关键词： 太阳能电池、晶体取向、准二维钙钛矿、薄膜浇铸
更新于2025-09-23 15:19:57
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通过过量有机阳离子和纳米粒子插层实现准二维钙钛矿的相位控制及发光性能提升
摘要： 通过控制Ruddlesden-Popper型相的形成可以调控准二维有机-无机杂化钙钛矿的光电特性，从而实现光伏器件和发光二极管(LED)等多样化应用。本研究系统考察了过量有机阳离子对(PEA)2MAn?1PbnBr3n+1相形成的影响，通过不同混合比例探索有利于发光二极管的相分布。研究发现：当PEA阳离子与铅离子的摩尔比超过1时，薄膜中会形成具有强光致发光的小n值相；而过量MA阳离子则促进大n值相的生成。准二维钙钛矿固有的低电导率会因过量有机阳离子的引入进一步降低，这一问题通过将氧化锌(ZnO)纳米颗粒(NPs)插层到PEA阳离子构成的阻挡层得以解决。值得注意的是，这些金属氧化物NPs还能调控相分布，最终制得亮度更高且稳定性更优的亮绿色准二维钙钛矿材料，其最高亮度接近60,000 cd m?2，是目前报道的含有机阳离子准二维钙钛矿LED中的最高值。
关键词： 相位控制、过量有机阳离子、纳米粒子插层、发光二极管、准二维钙钛矿
更新于2025-09-22 13:30:00
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迪翁-雅各布森型准二维钙钛矿中揭示的非限制结构加速了层间电荷传输
摘要： 具有单有机阳离子层的Dion-Jacobson（DJ）型二维钙钛矿相较于相应的Ruddlesden-Popper钙钛矿，其相邻无机层间距更窄，这有利于层间电荷传输。然而二维DJ钙钛矿的内部晶体结构仍不明确。本研究基于对苯二胺（PDMA）的双功能NH3+间隔基DJ钙钛矿，揭示了随着PDMA摩尔比降低，从受限结构（无机层数n=1,2）到非受限结构（n>3）的压缩过程。值得注意的是，非受限钙钛矿表现出更短的二维量子阱间距，从而降低了激子结合能并促进激子解离。量子限域效应的显著减弱促进了层间电荷传输，使光电转换效率达到约11%的最大值。此外，无机八面体挤压导致的更紧密层间堆积增强了环境稳定性。
关键词： 激子、平面钙钛矿太阳能电池、非限制结构、Dion-Jacobson型、准二维钙钛矿
更新于2025-09-19 17:13:59
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一种用于提高钙钛矿薄膜结晶质量和钙钛矿发光二极管电致发光性能的预溶液混合前驱体方法
摘要： 准二维（Q-2D）钙钛矿是一类高效发光材料，其混合钙钛矿相形成的能量级联可实现激子的快速能量转移与辐射衰减。然而，Q-2D钙钛矿薄膜中单层或双层纳米片的存在会导致电荷传输性能差、陷阱密度高及薄膜表面粗糙——这是由高配体比例引起的，最终造成Q-2D钙钛矿发光二极管（PeLEDs）性能不佳。本研究提出预溶液混合（PSM）前驱体的新策略来抑制超薄钙钛矿纳米片的形成，该策略显著提升了载流子迁移率、降低了缺陷浓度并改善了薄膜形貌?；赑SM前驱体的PeLEDs实现了7832.1 cd m?2的最大发光亮度（提升约218%）和6.0 cd A?1的峰值电流效率（提升约131%）。通过在PeLED中引入混合阳离子，我们获得了14211.0 cd m?2的最大亮度和14.6 cd A?1的电流效率，证明了PSM方法在制备高性能PeLEDs中的普适性。
关键词： 电荷传输、预溶液混合、准二维钙钛矿、薄膜形貌、发光二极管
更新于2025-09-16 10:30:52
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高效钙钛矿发光二极管的三重态管理
摘要： 钙钛矿发光二极管因其高色纯度和优异性能，在下一代照明与显示领域展现出广阔前景。虽然单重态和三重态激子的管理对高效有机发光二极管设计至关重要，但在钙钛矿及准二维（2D）钙钛矿基器件中，激子如何影响性能的本质仍不明确。本研究揭示：三重态激子是绿色准二维钙钛矿器件实现高效发光的关键因素，而有机阳离子对三重态的猝灭是主要能量损耗途径。通过在甲脒铅溴基准二维钙钛矿中引入高三重态能级有机阳离子（苯乙基铵），我们实现了三重态的高效利用。进一步研究表明，三重态向单重态的上转换过程可能发生，这使得电生成激子的100%利用率成为潜在可能。所制备的绿色（527纳米）器件外量子效率与电流效率分别达到12.4%和52.1 cd A?1。
关键词： 钙钛矿发光二极管、准二维钙钛矿、外量子效率、三重态激子、有机阳离子
更新于2025-09-12 10:27:22
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通过真空极化实现准二维钙钛矿的均匀排列，制备高效高填充因子太阳能电池
摘要： 普遍认为，通过垂直排列准二维钙钛矿材料，利用从小n值到大n值纳米片层的定向电荷传输，可提升功率转换效率。本研究基于真空极化方法，报道了一种均匀排布不同n值二维纳米片层（PEA2MAn-1PbnI3n+1）的新策略，从而实现优异的各向同性载流子传输。由此获得了18.04%的高光电转换效率（开路电压1.223 V，最佳填充因子达82.4%），为开发先进准二维钙钛矿光电器件提供了新途径。
关键词： 各向同性载流子传输、高填充因子、真空极化、太阳能电池、准二维钙钛矿
更新于2025-09-11 14:15:04