全无机铅卤钙钛矿量子点高效发光及其机理

正近年来,有机-无机杂化钙钛矿(CH_3NH_3PbX_3,X=Cl,Br,I)材料以其成本低、载流子迁移率高、光吸收系数大等优点成为太阳能电池领域的研究热点,2009年以来其光电转换效率从不到4%迅速提升到了22.1%.然而,环境稳定性和热稳定性差等问题制约了有机-无机杂化钙钛矿在太阳能领域的应用.就稳定性而言,全无机钙钛矿(CsPbX_3,X=Cl,Br,I)具有     

CH3 NH3 PbBr3钙钛矿纳米晶的室温合成及发光性能研究

有机-无机杂化钙钛矿材料因光吸收系数大、带隙直接且可调、载流子迁移率高、载流子扩散长度长等优势在光电器件领域显现巨大的应用前景.采用低温合成工艺,实现光学性能调控,对于扩展其应用具有重要研究价值.本文开发了一种室温下合成CH3 NH3 PbBr3纳米晶的简便方法,研究了反应时间对钙钛矿纳米晶的晶体结构和发光性能的影响....     

基于NiO空穴传输层的CH_3NH_3PbI_3钙钛矿太阳能电池的光伏特性

从2009年至今,基于卤族元素的有机-无机杂化钙钛矿薄膜太阳能电池由于简单的制备工艺和优良的光电转化效率,成为有望替代传统硅基太阳能电池的一种新型太阳能电池,由于其通常采用价格昂贵的有机空穴/电子传输层材料,所以虽然可获得较高的光电转化效率,但生产成本较高.本文选用价格低廉性质稳定的NiO为空穴传输层材料,利用旋涂热解法在导电ITO玻璃上制备平整致密的NiO薄膜,然后采用两步溶液法,在其上制备平均粒径约为150 nm的CH_3NH_3PbI_3吸光层,最后组装成ITO/NiO/CH_3NH_3PbI_3/PCBM/Ag平面倒置异质结型电池单元.本文对比研究了不同退火温度制备NiO薄膜的表面形貌和晶体结构,以及制备的电池单元的光伏性能.本文对比实验结果表明, 500°C退火处理的NiO薄膜最平整致密,以其为空穴传输层的未封装电池单元在大气环境中进行模拟太阳光辐照测试,可获得7.63%的光电转化效率和1 V的开路电压,优于类似条件下制备的以NiO为空穴传输层的有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池.     

吡哆醛酰肼修饰的新型发光金属有机框架材料的制备及表征

采用水热法合成了金属有机框架材料ZIF-8,进一步将能够选择性识别铜离子的吡哆醛酰肼(PAH)发光有机分子修饰在其表面和孔腔内,制得一种新型的发光型金属有机框架材料(PAH/ZIF-8),并通过核磁共振光谱(~1 H NMR,~(13) C NMR)、红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对PAH/ZIF-8进行了形貌和结构表征。该发光材料的平均尺寸为81.2nm左右,近似球形,当在354nm的波长下激发时能够在473nm处产生荧光发射。基于铜离子与吡哆醛酰肼之间的配位络合作用能够使PAH的荧光猝灭,PAH/ZIF-8将会是一种潜在的铜离子传感材料。     

RAFT聚合制备两亲性嵌段共聚物及其应用研究

研究用两亲性嵌段共聚物和纳米二氧化硅制备超疏水表面.采用可逆加成-断裂链转移聚合法(RAFT)合成了两亲性嵌段共聚物聚甲基丙烯酸叔丁酯-b-聚(4-乙烯基吡啶),用红外光谱,核磁共振,凝胶渗透色谱对聚合物进行了表征,将嵌段共聚物接枝到纳米二氧化硅上,形成一个有机无机杂化材料,通过调节pH值来控制杂化材料在水中的聚集行为,构筑了微纳双重结构的粗糙表面.该表面为超疏水表面,对水接触角达151°,滚动角5°.扫描电镜分析表面形貌表明:具有微纳双重结构的类似荷叶表面是形成超疏水的根本原因.     

铜源对铜掺杂MAPbI_3薄膜结构和光学性质的影响

有机-无机杂化钙钛矿(MAPbI_3)材料已成为光电器件领域的先进材料,但铅元素的存在带来的环境污染问题严重影响钙钛矿材料的实际应用.以无毒性金属元素部分取代铅元素是推进其应用进程的途径之一.选用氯化铜和醋酸铜作为铜元素掺杂源,利用一步法合成铜掺杂钙钛矿薄膜,研究不同铜源对MAPbI_3薄膜成膜质量和光学性质的影响,并揭示影响机制.     

高响应率石墨烯-CsPbBr3量子点光电探测器

全无机金属卤化物钙钛矿材料CsPbX_3(X=Cl,Br,I)不仅有优异光电特性,还有比有机-无机杂化钙钛矿更好的热稳定性,在光电探测器领域有很大应用前景.但由于全无机钙钛矿材料自身迁移率较低,直接用于光电探测器其光响应率也很低,难以满足实际应用.以热注入法合成高质量的CsPbBr_3钙钛矿量子点材料,再将其与高迁移率的单层石墨烯薄膜相结合,构建出石墨烯-CsPbBr_3量子点复合光电探测器,光响应率高达3.5×10~4 A·W~(-1).研究表明引入石墨烯材料作为传输层后,CsPbBr_3量子点的光生电子空穴对得到有效分离并快速传输.两种材料界面处存在陷阱态,产生了光栅压效应,延长了载流子寿命.两种机制结合使复合光电探测器的光响应率大大提升.     

蓝色荧光硫化锌材料的制备及其发光特性

采用热扩散掺氯的方法,制备了在室温紫外光激发下发射蓝色荧光的硫化锌粉末荧光材料.用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)研究了不同扩散温度下得到的样品的晶格结构和形貌;用荧光光谱(PL)仪测量了不同扩散温度下制备的样品的荧光光谱,得出700~1 000℃是扩散掺杂氯制备蓝色荧光硫化锌材料的温度条件,并对发光样品的发光机理进行了研究.     

二维少层钙钛矿物性的研究进展

随着近年实验技术的进展,一系列稳定的自支撑少层钙钛矿体系(包括氧化物钙钛矿和有机无机杂化钙钛矿)被成功制备,为设计二维多功能材料提供了巨大的机遇。文章将简略地回顾水溶性牺牲层外延和远程外延两种原子层级精确的生长技术,然后从第一性原理计算角度,聚焦其电子结构和几何结构性质,论述钙钛矿在二维少层情况下所表现出的一系列新奇特征和丰富物性。最后总结这些凝聚态物质表现出的复杂性和存在的普遍性,展望其在量子输运、光电和介电等领域的潜在应用。     

基于复合基质的铽杂化材料的合成及性能研究

以正硅酸乙酯作为硅源,异丙醇铝作为铝源,采用化学修饰的方法将其共价键嫁接到3,5-二羟基苯甲酸配体(DHBA)上,得到了前驱体Si-DHBA-Al,然后将前驱体和第2配体1,10-邻菲啉同时与稀土铽离子配位,从而得到了基于Si-Al复合基质的稀土杂化发光材料Tb(Si-DHBA-Al)3phen.通过红外光谱、紫外-可见漫反射、X射线衍射、扫描电镜对材料的结构和形貌进行了表征,同时还研究了稀土杂化材料的荧光性质.结果表明杂化材料发射出铽离子的特征发射光谱,是一种优良的发光材料.     

埃洛石-石墨烯构建有机-无机杂化三维网络

利用埃洛石(HNTs)内部空间负载甲基丙烯酸甲酯(MMA),通过γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)修饰氧化石墨烯(GO),随后利用二者构建了具有半有机半无机结构的杂化三维网络.通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FT-IR)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)等手段对样品进行表征.结果表明,成功制备了半有机半无机杂化三维网络气凝胶材料,材料具有纳米级孔隙,其热稳定性也保持在较高水平,为后续该材料在光电功能领域的应用奠定了结构基础.     

有机-无机混合阳离子钙钛矿发光二极管研究进展

 有机-无机杂化钙钛矿具有制备方便、光学带隙可调、电荷传输性能优异等特性,正成为新一代革命性的半导体光电材料。随着研究的不断发展,钙钛矿材料的量子产率已经超过90%。材料合成的快速发展促进了其在光电子器件上的应用,包括太阳能电池、发光二极管、光电探测器和晶体管等。本文回顾了有机-无机混合阳离子钙钛矿发光二极管的最新研究进展,包括材料晶体结构、纳米晶合成过程、器件制备及其光电特性表征。有机-无机混合阳离子为高量子产率钙钛矿纳米晶的合成开辟了一种新的途径,同时也为制备高亮度、高效率发光二极管器件提供了新的思路。     

CdTe@SiO2@GdF3荧光/磁共振成像双功能微球的制备和表征

利用改良的Stber法合成CdTe@SiO₂微球, 直接沉淀法制备CdTe@SiO₂@GdF₃核壳结构的荧光/磁共振成像双功能微球, 并 用透射电镜(TEM)、 能量散射X射线光谱(EDXA)、 磁共振成像(MRI)、 Fourier变换红外光谱(FT-IR)和荧光光谱等方法对其结构、 磁共振成像和发光性能进行表征. 实验结果表明: 合成的微球具有明显的球形核壳结构, 大量的GdF₃以小颗粒形态均匀分散于SiO₂表层, 颗粒尺寸为5~8 nm; 在CdTe@SiO₂@GdF₃微球表面可检测到Si,O和Gd元素, 即Gd已掺杂到CdTe@SiO₂材料中; 相对于CdTe量子点, CdTe@SiO₂@GdF₃微球荧光发射光谱发生红移, 但仍具有良好的荧光性能; CdTe@SiO₂@GdF₃微球的弛豫参数     

微凝胶模板法制备表面图案化CuS有机-无机复合微球

采用反相悬浮聚合法合成了PNIPAM和P(NIPAM-co-MAA)微凝胶,以这2种微凝胶为模板,制得了具有表面图案化结构的PNIPAM/CuS和P(NIPAM-co-MAA)/CuS有机—无机复合微球。结果表明:复合微球的表面形貌取决于微凝胶模板的性质和金属无机物的相对沉积量。微凝胶模板法为制备具有复杂形貌的有机-无机复合微球材料提供了一种新的途径。     

不同形貌及发光性能NaYF4：Yb／Er上转换材料的制备

以稀土硝酸盐、氟化钠为原料通过溶剂热法成功制备出了NaYF4：Yb／Er上转换材料,探索3种不同的表面活性剂及F-浓度对产物形貌及发光性能的影响。通过扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和发光光谱对产物的形貌、物相结构及荧光性能进行表征。结果表明,加入不同的表面活性剂可以得到不同形貌的产物;在发光性能上,加入十二烷基硫酸钠的产物发光效果好。此外,随着NaF加入量增加,产物的晶相由立方相转变为立方相和六方相的混合相,当F-和Ln^3＋的物质的量的比为8：1时形成六方相。     

微乳法制备均匀分散的PbCrO4纳米发光椭球

采用水 (溶液 ) /TritonX 10 0 /环己烷 /正戊醇的微乳体系 ,分别配制Pb(NO3 ) 2 和K2 CrO4微乳液 ,经充分反应后 ,成功制备出分散均匀的纳米PbCrO4椭球 .利用透射电子显微镜 (TEM)、X射线衍射 (XRD)对产物的形貌、尺寸、结构进行了表征 ;在不同的微乳体系中 ,通过傅立叶变换远红外光谱 (FT IR)、紫外可见光谱 (UV Vis)、荧光光谱 (PL)对产物的光学性质进行了研究 .     

高效稳定有机-无机钙钛矿太阳能电池

有机-无机杂化钙钛矿材料具有可调的带隙、较高的消光系数、较低的激子束缚能和双极性电荷传输等优点,适用于制备钙钛矿太阳能电池。2009年以来,这种钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从最初的3.8%增长到22.1%,远高于多晶硅太阳能电池的光电转换效率,具有十分广阔的应用前景。但目前实验室制备的钙钛矿太阳能电池还存在稳定性问题。本文主要阐述了有机-无机钙钛矿太阳能的发展现状,提高光电转换率的途径和原理,并介绍使之稳定的可能性及方法。     

一种新型稀土光能转换材料的合成及应用

合成了一种新型的多支化苯甲酸配体,并且以该配体作为第一配体,1,10-邻菲罗琳作为第二配体、Eu3+离子作为发光中心,合成了多支化稀土光能转换材料.通过IR、元素分析、DSC、TG和荧光光谱对有机稀土光能转换材料的结构以及热性能和荧光性能进行了研究.红外光谱表明配体和phen与稀土Eu3+进行了配位.荧光光谱表明该稀土光能转换材料具有优异的荧光性能.     

异质结表/界面修饰对杂化太阳电池性能的优化

为了增进无机半导体和有机聚合物半导体之间的相容性,优化电池的光电性能,基于一维无机TiO2纳米棒有序阵列和有机聚合物PCPDTBT,构建了一种结构为TiO2/PCPDTBT的杂化太阳电池。用一种有机三苯胺类两亲分子来调控此无机、有机材料的两相表/界面性质。采用SEM,TEM,XRD,EDS,UV-vis,PL等方法对杂化膜电极进行表征。电池性能测试表明,表/界面修饰后太阳电池的性能得到提高,电池效率η为0.81%;开路电压衰减测试表明,异质结表/界面经修饰后,杂化太阳电池的电子寿命有所提高。因此,通过异质结表/界面修饰改善活性层的形貌结构对电池性能有重要影响。     

溶胶-凝胶法制备HEC/SiO2杂化材料的工艺研究

以羟乙基纤维素(HEC)、正硅酸乙酯(TEOS)为原料,采用溶胶-凝胶技术合成了HEC/SiO2有机-无机杂化材料.通过探讨水硅比、HEC含量、溶剂量、干燥控制化学添加剂用量、温度等工艺因素对凝胶化过程,特别是材料干燥体积收缩的影响,得出在本实验条件下合成HEC/SiO2有机-无机杂化材料的优化工艺条件.利用红外吸收光谱、紫外-可见光透射光谱以及扫描电子显微镜等测试手段对合成的HEC/SiO2有机-无机杂化材料进行表征.结果表明,HEC作为有机分散相已经均匀地分散到SiO2基相中,制备的HEC/SiO2有机-无机杂化材料透明,无分相,并可能形成了新的化学键.