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oe1(光电查) - 科学论文

31 条数据
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  • 尺寸可控的单晶钙钛矿阵列图案化技术实现可调高性能微激光器

    摘要： 具有规则形貌的单晶卤化物钙钛矿对激光应用具有重要意义，因其可用于构建天然回音壁模式谐振腔。尽管学界已投入大量精力合成单晶钙钛矿，但精准控制晶体横向尺寸与厚度（尤其是纳米尺度）仍具挑战性。本研究报道了一种简便高效的高通量策略：通过表面张力约束的蒸发组装法，一步选择性制备微/纳尺度尺寸可控的全无机钙钛矿单晶阵列。该方法可轻松调控单晶尺寸并实现选择性定位，具备晶圆级钙钛矿单晶阵列的可扩展制备能力。当图案尺寸从2μm增至25μm时，CsPbClBr2钙钛矿微板宽度由150nm扩展至4.2μm；固定微板宽度为1.6μm时，通过将滑动速度从50提升至250mm/min，可显著控制厚度在270-430nm范围内变化。此外，本研究系统表征了基于不同三维结构的激光器，证实其具有宽度依赖的激射模式与厚度依赖的激射阈值特性，这为高性能微激光器的可调控性提供了重要依据。

    关键词： 微激光器、表面张力限制、单晶、卤化物钙钛矿、蒸发组装

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 紫外光固化树脂增强金属卤化物钙钛矿纳米晶在白光发光二极管中的稳定性

    摘要： 金属卤化物钙钛矿纳米晶体（NCs）的长期稳定性问题是其在光电器件应用中面临的挑战之一。本研究通过将其封装于紫外树脂（UVR）中，显著提升了这些NCs对空气、湿气和光照的耐受性。制备的钙钛矿NCs-UVR复合材料保持了良好的光学性能，在持续暴露于空气、湿气和光照条件下超过60天仍展现出几乎不变的发光行为，其稳定性优于既往报道。此外，我们利用这些绿色和红色发射复合薄膜叠加于蓝光LED之上，制备出白光发光二极管（LED）。器件发出明亮的中性白光，相关色温为5623 K，显色指数达85，辐射光效高达约349 lm/W。本研究表明该技术在多样化光子学应用中具有重要潜力。

    关键词： 卤化物钙钛矿、紫外光固化树脂、空气和水分稳定性、白光发光二极管、聚合反应

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 迎接钙钛矿太阳能电池的第一个十年

    摘要： 钙钛矿太阳能电池（PSCs）的迅速崛起是光伏发展史上的"奇迹"。自2009年日本横滨东大大学的宫坂团队首次将卤化物钙钛矿（HPs）应用于太阳能电池以来，过去十年间单结PSCs的光电转换效率（PCE）飙升至24.2%，硅-钙钛矿叠层电池更达到28.0%。与此同时，这项技术的阿喀琉斯之踵——PSC稳定性也获得显著提升：早期器件仅能维持数天稳定性，而最新PSCs已展现出超过1万小时的工作稳定性及数千小时的户外耐候性，大幅推进了实际应用进程。PSCs在效率与稳定性方面的惊人进步，既源于器件结构、钙钛矿处理工艺、电荷传输层工程、界面修饰等技术创新，也得益于对晶体结构、缺陷化学、结晶动力学、光物理及光物质相互作用等基础科学的深刻认知。

    关键词： 卤化物钙钛矿、钙钛矿太阳能电池、光伏技术、稳定性、功率转换效率

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 通过ZrO2溶胶包覆增强卤化物钙钛矿CH3NH3PbBr3量子点的耐酸、耐碱及耐紫外光性能

    摘要： 有机-无机甲基铵铅卤化物CH3NH3PbBr3（MAPbBr3）钙钛矿量子点（QDs）在太阳能电池、激光器和发光二极管等光电器件中具有巨大潜力。卤化物钙钛矿量子点面临的最大挑战是在空气、水分、酸碱及光照环境下的稳定性较差。本文介绍了一种简便、可行且高效的方法——通过将MAPbBr3 QDs封装在ZrO2溶胶骨架中来提升其稳定性。这种三维网络ZrO2胶体在MAPbBr3 QDs表面形成了良好的包覆层。经ZrO2溶胶?；さ腗APbBr3 QDs表现出显著增强的耐酸、耐碱及抗紫外光照射性能。MAPbBr3/ZrO2纳米复合材料在碱性环境中放置4.5小时后光致发光强度仍保持初始值的95%，在酸性环境中放置10小时后保持90%。文中详细讨论了其作用机理。

    关键词： 量子点、二氧化锆、稳定性、卤化物钙钛矿

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 用于光伏和晶体管应用的单晶钙钛矿晶圆/薄膜

    摘要： 高纯度单晶硅在光伏发展中历史悠久，迄今为止凭借其在晶体管和芯片中的广泛应用主导着现代计算机领域。硅的成功表明，具有优异电子特性的半导体单晶晶圆/薄膜是光电子和电子应用的理想平台。近年来，卤化物钙钛矿（HPs）这一新兴半导体材料因其持续高效太阳能电池领域的突破备受关注。HPs展现的光电特性预示其有望成为硅基半导体产业的替代方案。但如同单晶硅的发展历程所示，高效器件的前提是获得单晶HPs（mono-HP）材料。当前基于HPs的技术（包括太阳能电池、光电探测器、发光二极管（LED）、激光器和晶体管等领域）正受限于单晶HPs晶圆/薄膜材料的制备瓶颈，导致单晶HPs器件缺乏突破性成果。现有最先进的光电器件均采用多晶薄膜构建，其性能因晶界缺陷、高陷阱密度和非均匀电荷传输等问题而受限——这些问题均可通过使用单晶HPs解决。本综述将深入分析单晶HPs在光伏和晶体管应用中的潜力，阐述现存挑战并提出具有前景的研究策略，为未来研究方向提供指引。

    关键词： 薄膜、单晶钙钛矿晶圆、卤化物钙钛矿、晶体管、光伏技术

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 通过表面改性提高无机卤化铅钙钛矿量子点上3,4-乙烯二氧噻吩的光催化聚合反应

    摘要： 无机铅卤钙钛矿量子点（iLHP-QDs）近期被应用于光催化反应。然而，影响iLHP-QDs光催化性能的因素尚未得到充分研究。本文中，我们合成了一系列具有不同卤素比例（CsPbX3，X=I、I0.67Br0.33、I0.5Br0.5、I0.33Br0.67、Br）的iLHP-QDs，并通过监测TerEDOT的聚合反应来研究其对光催化性能的影响。由于具有较窄的带隙和较低的激子结合能，CsPbI3 QDs展现出最佳性能。此外，通过乙酸甲酯处理可简单提升iLHP-QDs的光催化性能，这归因于油酸被短链乙酸取代，以及后处理过程中在量子点表面引入陷阱态。这些结果有助于设计更高效的光催化体系，并进一步推动iLHP-QDs的应用。

    关键词： 光催化性能、量子点、激子结合能、电荷传输效率、卤化物钙钛矿

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 立方相MAPbI?、正交相RbPbI?及其混合物中的导电桥阻变行为

    摘要： 近期，具有电阻开关（RS）特性的卤化物钙钛矿（HPs）因其低功耗、低成本和机械柔韧性，被视作下一代存储器的潜力候选材料。然而，基于HP的存储器存在耐久性短和开关机制不明确的关键问题。本研究报道了可切换的甲基铵铅碘（MAPbI3）与不可切换的铷铅碘（RbPbI3）混合物的RS行为，并阐明了开关现象的来源。通过调控碘化铷（RbI）/碘化甲基铵（MAI）比例，制备了五种RbPbI3与MAPbI3混合组分薄膜（Rb1?xMAxPbI3，x=0、0.31、0.52、0.71和1）。立方相MAPbI3与正交相RbPbI3混合薄膜在Ag/聚甲基丙烯酸甲酯/Rb1?xMAxPbI3/Pt器件中展现出优异性能：耐久性达103次循环、高开关比10?以及640微秒的操作速度。结合导电原子力显微镜与能量色散X射线光谱分析，基于银桥效应提出了合理的开关机制解释，指出不可切换的RbPbI3通过抑制银桥生长提升了器件耐久性。这种独特方法为突破基于HP的RS存储器在下一代计算中的瓶颈提供了新策略。

    关键词： 卤化物钙钛矿、铷、导电桥、耐久性、电阻开关

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 卤化物钙钛矿中离子取代引起的几何畸变与小极化子结合能变化

    摘要： 卤化物钙钛矿在光电器件应用中展现出卓越性能。尽管已取得非凡进展，器件稳定性问题仍待解决。我们通过孤立团簇模型对多种实验相关卤化物钙钛矿的小极化子形成、电子结构、电荷密度及重组能进行了深入计算研究。这些材料中的极化子形成过程涉及局域晶格对称性、电子结构与电子-声子耦合的相互关联。为此，我们对(MA/Cs/FA)Pb(I/Br)3和MASnI3体系开展了第一性原理计算。研究发现：电子小极化子形成表现为中心八面体呈现类Jahn-Teller畸变，其中轴向Pb-I键扩张幅度显著大于赤道键；而空穴极化子则导致中心八面体均匀收缩。这种电子/空穴极化子形成的差异化表现可作为判断具体体系作用机制的工具，从而系统调控器件性能。研究还确立了阴阳离子变化时的其他规律趋势，为特定光电器件应用的优化提供依据。

    关键词： 光电子应用、重组能、Jahn-Teller畸变、电荷密度、卤化物钙钛矿、小极化子形成、电子结构

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 从纳米尺度异质性理解金属卤化物钙钛矿的宏观功能特性

    摘要： 混合金属卤化物钙钛矿作为太阳能转换和发光应用的半导体构建?？?，已呈现出前所未有的发展势头。目前该领域正通过经验性探索不断拓展至更复杂的化学组分体系，包括能调控光学特性并展现出更好稳定性前景的混合卤素四元阳离子化合物。尽管该领域已取得重大进展，但要实现组分优化的理性设计，仍需深入理解效率损失和不稳定的作用机制。我们从器件层面切入并深入纳米尺度特性，重点阐释结构与组分异质性如何影响宏观光电特性。此外，我们还综述了用于探测无序态与非均匀性的先进光谱与成像技术。混合卤化物钙钛矿化合物的独特之处在于：这些异质性在相对温和的光照条件和器件内部存在的电场作用下，会随空间和时间动态演化。这为材料表征带来了额外挑战，要求采用互补性探测手段来建立局部无序与宏观功能之间的关联，最终实现对合成路径的理性调控以获得最优结构与组分。

    关键词： 卤化物钙钛矿、结构-功能关系、纳米级不均匀性、复合

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 通过Cs+取代稳定RbPbBr3钙钛矿纳米晶体

    摘要： ABX3型卤化物钙钛矿纳米晶（NCs）因其优异的光电特性成为近期研究热点。研究表明A位离子对光学带隙、化学稳定性等光物理和化学性质具有调控作用。探索具有多样化A位元素的卤化物钙钛矿材料将深化对钙钛矿家族结构-性能关系的理解。本研究尝试合成铷基钙钛矿NCs，发现Cs+部分取代Rb+有助于正交相RbPbBr3 NCs在低温下稳定存在（该相通常需高温制备）。Cs+掺入RbPbBr3晶格后形成高荧光效率的Rb1-xCsxPbBr3 NCs，且随着Cs+含量增加，材料带隙减小导致光致发光峰红移。其中Rb1-xCsxPbBr3 NCs（x=0.4）在环境条件下表现出良好稳定性。本工作通过A位阳离子取代策略展示了卤化物钙钛矿材料的高结构柔性与可调性，为高性能光电器件用钙钛矿材料的优化提供了新思路。

    关键词： 卤化物钙钛矿、相稳定、阳离子取代、RbPbBr3、纳米晶体

    更新于2025-09-04 15:30:14