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中心用户在钙钛矿材料研究领域取得系列进展

发布日期:2018-11-13    作者:     来源:     点击:

钙钛矿因其出色的器件性能和低成本的溶液加工性而成为光子学和光电子学的新一代功能半导体材料。在太阳能电池、发光二极管、光电探测器等方面展现出很好的应用前景,得到了科技界和企业界的高度关注。

在发光研究方面,中心用户光电国家研究中心唐江教授利用中心磁光科学实验站的光致发光和吸收反射谱测量研究了非铅卤化物双钙钛矿Cs2(NaAg)InCl6:Bi3+的变温光致发光特性和激子吸收特性,分析了缺陷在发光过程中的贡献及作用特征,为最终揭示该类材料中的自限域态激子发光机制提供了重要实验基础。相关成果以“Efficient and stable emission of warm-white light from lead-free halide double perovskites”为题发表在NatureDOI:10.1038/s41586-018-0691-0 (2018)上。此外,中心用户北京理工大学钟海政教授课题组和中心韩俊波研究员合作,利用脉冲场下光致发光、荧光寿命、变温吸收谱等测量手段研究了CH3NH3PbX3(X = Br, I, Cl)量子点及FAPbBr3纳米晶在低温、强磁场下发光特性。获取了激子的有效质量、结合能和光生缺陷发光等重要信息,为优化样品制作工艺、提高样品发光效率提供了重要依据。钟海政教授课题组近期利用改进的“一步法”制备工艺获得了荧光量子产率达78%的高品质FAPbBr3绿光发光薄膜,向产业化应用迈出重要一步。相关成果发表在ACS Nano9, 4533 (2015)(引用563次)和ACS Nano, 12, 8808 (2018)上。

在太阳能电池研究方面,中心用户光电国家研究中心王鸣魁教授与皇家赌场合作,利用磁光实验站系统研究了钙钛矿太阳能电池中光生载流子的扩散特性及磁场对钙钛矿太阳能电池光电转换效率的影响规律。王鸣魁教授课题组通过优化ITO/TiO2/MAPbI3Cl3−x/spiro-OMeTAD/Au平板结构太阳能电池的电荷传输层,获得了19%的光电转换效率,部分成果发表在Nano Lett.17, 2328 (2017)Chem. Sci.8, 4587 (2017)等杂志上。

1. (a) Cs2(NaAg)InCl6:Bi3+非铅卤化物双钙钛矿的变温发光光谱及量子效率;(b)FAPbBr3纳米晶薄膜的变温发光光谱及发光量子产率;(c)MAPbI3Cl3钙钛矿薄膜的发光寿命及由其组成的钙钛矿太阳电池的伏安特性。

皇家赌场磁光科学实验站是“皇家赌场官网装置”国家重大科技基础设施的重要组成部分。磁光实验站由韩俊波研究员、韩一波副研究员和周伟航副教授等负责开放运行,可以为国内外用户提供脉冲场下光致发光、吸收反射谱和动量分辨光谱测量条件,及稳态场下的瞬态光谱及磁光克尔效应测量技术。


论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41586-018-0691-0

https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.5b01154

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b05172

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.6b05177

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/sc/c7sc00077d#!divAbstract