鹵化物鈣鈦礦納米晶體
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-11-16
鹵化物鈣鈦礦納米晶體的實例教程
這些雙功能或三功能短鏈有機分子改善了納米晶體聚合物相容性，提高了納米晶體對極性溶劑和高通量輻照的穩(wěn)定性。相關(guān)論文以題目為“Switchable Anion Exchange in Polymer-Encapsulated APbX3 Nanocrystals Delivers Stable All-Perovskite White Emitters”發(fā)表在ACS Energy Letters期刊上。
論文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsenergylett.1c01232?ref=pdf
金屬鹵化物鈣鈦礦（MHP）納米晶是一種很有前途的發(fā)光材料。可以容易地制備具有各種發(fā)光顏色的NCs。這些NCs涂有表面活性劑分子，可在非極性或中等極性有機溶劑中使其穩(wěn)定。然而，NCs對水分、極性溶劑和長時間輻照的穩(wěn)定性較差。此外，當不同發(fā)射顏色的MHPNCs沉積在固體薄膜中或混合在膠體懸浮液中時，它們會經(jīng)歷鹵化物離子交換。
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721009499
全無機鹵化物鈣鈦礦納米晶體（NCs）因其優(yōu)異的性能，包括其高的熱穩(wěn)定性，窄帶發(fā)射，高的光致發(fā)光量子產(chǎn)率和溶液的可加工性而得到了廣泛的研究。在各種無機鹵化物鈣鈦礦中，CsPbI3 NCs因其理想的帶隙（~1.7 eV）和有效的光吸收而被廣泛用于紅色發(fā)光二極管（LEDs），太陽能電池（SCs）和光電探測器（PDs）。此外，基于CsPbI3 NCs的光電器件已顯示出高性能，其表現(xiàn)為SCs的功率轉(zhuǎn)換效率為17.39％，LEDs的外部量子效率（EQE）為14.8％。但是，這些設(shè)備中使用的NCs是通過典型的熱注射方法合成的，該方法需要較高的反應(yīng)溫度，惰性氣體保護和復(fù)雜的操作過程。同時，熱注射導(dǎo)致無法可控合成，并限制了工業(yè)應(yīng)用中NCs的大規(guī)模合成。因此，迫切需要開發(fā)一種方便的室溫合成方法，因為這些簡化的方法可以促進CsPbI3 NCs在各種光電設(shè)備中的使用。
鈣鈦礦CsPbI3 NCs室溫下合成的主要困難是熱不平衡誘導(dǎo)的亞穩(wěn)態(tài)（黑色）到穩(wěn)定（黃色）相變。形成的CsPbI3 NCs在高水分和氧氣以及熱或極性溶劑的條件下易于從黑色鈣鈦礦相（α-立方，β-四方和γ-斜方晶）轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃W(xué)穩(wěn)定的黃色非鈣鈦礦相（δ-斜方晶）。而且，由于Cs+的體積較小，很難維持形成周期性鈣鈦礦結(jié)構(gòu)所需的[PbI6]4-八面體，并且在晶體生長過程中出現(xiàn)了不需要的八面體畸變。因此，控制鈣鈦礦相CsPbI3 NCs的合成過程中的熱平衡是必要的。
通過摻雜和缺陷控制，以及配體或添加劑的輔助，在低溫和室溫下制備了鈣鈦礦相CsPbI3薄膜。
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金屬鹵化物鈣鈦礦最近成為太陽能發(fā)電的一類令人興奮的新型半導(dǎo)體，其器件效率目前與商用硅電池的效率相當。到目前為止，單結(jié)器件的最高功率轉(zhuǎn)換效率（PCE）依賴于鉛基鈣鈦礦的優(yōu)異性能，其具有很強的吸收能力，較長的電荷載流子壽命和擴散長度，和高缺陷容限。然而，鹵化鉛鈣鈦礦可達到的最低帶隙約為1.5eV，單結(jié)器件的最大理論效率需要1.3 eV。加上對可溶形式鉛毒性的關(guān)注，這些問題導(dǎo)致了對替代金屬鹵化物半導(dǎo)體的研究增加。目前，解決這些問題最有希望的材料是混合金屬錫，其中A位通常由甲脒（FA+）、甲基銨（MA+）、銫（Cs+）或其混合物占據(jù)，x位主要由碘化物占據(jù)（以實現(xiàn)最低帶隙），但也有報道稱含有溴。如最近綜述所述。與鈣鈦礦硅串聯(lián)電池相比，這種器件結(jié)合了多種結(jié)構(gòu)的增強效率、更低的加工溫度和更高的成分可調(diào)性。
Sn基鹵化鉛鈣鈦礦在光伏器件中有著明顯的優(yōu)勢，對其潛在光電特性的認識仍在不斷涌現(xiàn)。
展開 [MX6]（M=金屬陽離子，X=鹵化物陰離子）被認為是金屬鹵化物鈣鈦礦的基本功能單元。
【前言】
金屬鹵化物鈣鈦礦由于其優(yōu)異的缺陷容限、低成本的溶液處理和可調(diào)諧的可見光譜發(fā)射而迅速推動了光電器件領(lǐng)域的發(fā)展。對于照明應(yīng)用，來自單個發(fā)射器層的白色發(fā)射引人關(guān)注，因為它簡化了器件結(jié)構(gòu)，避免了在混合和多個發(fā)射器中看到的自吸收和顏色不穩(wěn)定性。寬帶和白光發(fā)射通常源自存在于具有局域載流子和軟晶格的半導(dǎo)體中的自俘獲激子(STEs)。盡管雜化金屬鹵化物鈣鈦礦，特別是那些具有低維晶體結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦，作為寬帶發(fā)射材料受到了相當大的關(guān)注，但它們很少能夠達到高的PLQY。
【成果簡介】
今日，來自美國托萊多大學(xué)的鄢炎發(fā)教授 與華中科技大學(xué)的唐江教授（共同通訊）聯(lián)合在Nature發(fā)表文章，題為“Efficient and stable emission of warm-white light from lead-free halide double perovskites”。作者報道了一種無鉛雙鈣鈦礦，它通過自俘獲激子表現(xiàn)出高效穩(wěn)定的白光發(fā)射，這些激子源自處于激發(fā)態(tài)的AgCl6八面體的Jahn-Teller畸變。將鈉離子摻雜到Cs2AgInCl6中，作者通過操縱自俘獲激子波函數(shù)的奇偶性來打破暗躍遷，并降低半導(dǎo)體的電子維數(shù)。這導(dǎo)致光致發(fā)光效率比純Cs2AgInCl6提高了三個數(shù)量級。含0.04%鉍摻雜的最佳合金Cs2(Ag0.60Na0.40)InCl6發(fā)出86.5 %量子效率的暖白光，工作時間超過1000小時。作者預(yù)計這些結(jié)果將刺激對用于下一代照明和顯示技術(shù)的基于單發(fā)射器的白光發(fā)光磷光體和二極管的研究。
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鹵化物鈣鈦礦納米晶體的最新內(nèi)容
來自意大利理工學(xué)院等單位的研究人員報道了一種一步合成嵌在兩親性聚合物PAA-b-PS膠束中的鹵化物鈣鈦礦納米晶體的方法
混合錫 ? 鹵化鉛鈣鈦礦最近成為高效單結(jié)和多結(jié)光伏器件的極具前景的材料。本綜述討論了材料的內(nèi)在機制和缺陷介導(dǎo)機制，發(fā)現(xiàn)增加錫含量可能導(dǎo)致電荷載流子遷移率增加，激子結(jié)合能降低，并可能減緩電荷載流子冷卻，所有這些都有利于光伏應(yīng)用。 研究發(fā)現(xiàn)可在中等錫含量下實現(xiàn)有吸引力的近紅外帶隙。然而，富錫的化學(xué)計量比仍然受到錫氧化和空位形成的影響，這通常會掩蓋基本上可實現(xiàn)的性能，導(dǎo)致高背景空穴密度，加速電荷載流子復(fù)
金屬鹵化物離子八面體[MX6]（M=金屬陽離子，X=鹵化物陰離子）被認為是金屬鹵化物鈣鈦礦的基本功能單元。通過將鹵化物鈣鈦礦中的金屬鹵化物離子八面體表示為超級離子/原子，可以將鹵化物鈣鈦礦描述為由選定陽離子平衡的擴展離子八面體網(wǎng)絡(luò)（離子）電荷。這種基于離子的鹵化物鈣鈦礦的新觀點使得能夠預(yù)測基于不同固態(tài)晶格的金屬鹵化物八面體。 在這項工作中，來自加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的研究人員基于BaTiO3晶格
化石能源的加速消耗、能源需求的不斷增長以及環(huán)境污染的日趨嚴重正在迫使人們?nèi)ヌ剿骱褪褂们鍧嵉目稍偕茉础Ｔ诒姸嗟目稍偕茉粗校柲苡捎谌≈槐M、分布廣泛且清潔無污染等優(yōu)點而廣受關(guān)注。在太陽能的利用中，通過半導(dǎo)體材料的光生伏打效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)換成電能的太陽能電池是太陽能利用的重要形式。其中，第三代太陽能電池技術(shù)，特別是有機太陽能電池和鈣鈦礦太陽能電池
鹵化鉛鈣鈦礦中鉛的毒性問題對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成潛在危害，這引起了世界各國的廣泛關(guān)注。無鉛雙鈣鈦礦
Cs
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因其穩(wěn)定性好、載流子壽命長、易于加工并具有直接帶隙等優(yōu)點被認為是非常有潛力的替代材料。但
Cs
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AgInCl
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https://doi.org/10.1038/s41566-021-00766-2
以其可調(diào)諧窄帶發(fā)射、缺陷耐受和可擴展膠體合成而著稱的鉛基鹵化物鈣鈦礦納米晶體(PNC)，在幾種光子和光電子技術(shù)中引起了廣泛的關(guān)注。由于合成和合成后化學(xué)的巨大進步，各種組分的PNCs在室溫下的光致發(fā)光(PL)量子產(chǎn)率(ΦPL)值高于90%。
量子點是尺寸為幾納米的半導(dǎo)體顆粒。通過量子效應(yīng)改變量子點的粒徑可以調(diào)節(jié)能帶隙，并且可以適當?shù)馗淖児鈱W(xué)和電學(xué)性質(zhì)。通過能量帶隙調(diào)節(jié)來控制紅外、可見光和紫外(UV)區(qū)域中的發(fā)射波長的研究正被積極地用于各種應(yīng)用之中，例如太陽能電池、顯示器、生物傳感器、激光器和存儲器。 為了提高鈣鈦礦量子點的量子效率和穩(wěn)定性，韓國首爾國立大學(xué)、韓國高麗大學(xué)等單位的研究人員通過改變鎳在鈣鈦礦納米晶中的摻雜濃度來優(yōu)化其結(jié)構(gòu)和
編輯推薦：為了實現(xiàn)在室溫下實現(xiàn)鈣鈦礦納米晶的尺寸可調(diào)性，作者利用不同的配體在室溫下對CsPbBr3納米晶體(NCs)的成核和生長進行解耦和控制，所制備的所有尺寸的NCs的光致發(fā)光量子產(chǎn)率均保持在80%以上。 室溫合成鈣鈦礦納米晶缺乏通過高溫方法可以獲得的尺寸可調(diào)性。 在此，新加坡南洋理工大學(xué) Nripan Mathews教授團隊概述了一種可擴展的方法，利用不同的配體在室溫下對CsPbBr3納米晶體
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https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721009499
全無機鹵化物鈣鈦礦納米晶體（NCs）因其優(yōu)異的性能，包括其高的熱穩(wěn)定性，窄帶發(fā)射，高的光致發(fā)光量子產(chǎn)率和溶液的可加工性而得到了廣泛的研究。
