全无机铯铅卤钙钛矿稳定性的研究进展

全无机铯铅卤钙钛矿CsPbX3(X=Cl,Br,I)纳米晶具有荧光量子产率高、发射光谱范围窄、带隙可调、色域广及制备方法简单等一系列性能优势,因此,这类钙钛矿纳米晶在高色纯度的光电显示器件领域极具应用潜力.然而,该类纳米晶在加热、光照或与极性溶剂接触时极易发生聚集、分解而导致荧光淬灭,大大限制了其在光电器件方面的应用.所以,如何提高全无机铯铅卤钙钛矿纳米晶的光、热及在极性溶剂环境中的稳定性是目前该研究方向亟待解决的关键问题.基于此,已有许多科研工作者致力于该方面的工作,并获得了一些卓有成效的研究成果.本文将主要从二氧化硅包覆、表面处理、构建核壳结构、与聚合物复合、以及离子掺杂几个方面来对提高全无机铯铅卤钙钛矿纳米晶稳定性的研究进行简要的概括和综述.     

Cs-Pb-Br体系钙钛矿材料光学性能研究进展

主要探讨了在Cs-Pb-Br基三元体系全无机钙钛矿材料中稳定存在的3种不同化合物CsPbBr₃、CsPb₂Br₅和Cs₄PbBr₆的光学性能，对材料的制备方法、结构特性以及发光机制研究进行了总结分析。其中CsPb₂Br₅和Cs₄PbBr₆能隙较大，却又存在优异的荧光特性。理论与实验结论的矛盾引起了较大的争议，期望未来能有更直接的实验数据确定材料的结构，从而得出Cs-Pb-Br基三元体系全无机钙钛矿材料的发光机制。     

Cs-Pb-Br体系钙钛矿材料光学性能研究进展

主要探讨了在Cs-Pb-Br基三元体系全无机钙钛矿材料中稳定存在的3种不同化合物CsPbBr₃、CsPb₂Br₅和Cs₄PbBr₆的光学性能，对材料的制备方法、结构特性以及发光机制研究进行了总结分析。其中CsPb₂Br₅和Cs₄PbBr₆能隙较大，却又存在优异的荧光特性。理论与实验结论的矛盾引起了较大的争议，期望未来能有更直接的实验数据确定材料的结构，从而得出Cs-Pb-Br基三元体系全无机钙钛矿材料的发光机制。     

CsPbI3量子点在不同极性溶剂的光学特性

全无机钙钛矿CsPbI₃量子点具有发射谱线窄、荧光量子产率高和稳定性强等特点,在红光LEDs和新型太阳电池领域具有广阔的应用前景.本文通过热注入法在正己烷溶剂中合成了CsPbI₃ 量子点, 并对其结构和光学特性进行表征,结果表明,量子点主要的发光机制是量子限制区自由激子复合.通过改变溶剂的种类(正己烷、甲苯、乙酸乙酯、乙酸甲酯)对量子点的光学特性进行了调整,研究发现随着溶剂极性的增加,发光峰位从615 nm红移至660 nm,这是因为极性溶剂对量子点表面具有修饰作用,通过改变溶液极性实现CsPbI₃量子点发光峰位调节的条件为制备波长可调的光电器件提供了一定的实验参考.     

基于原位法制备的钙钛矿量子点的发光稳定性探究

针对钙钛矿量子点材料的稳定性问题,采用原位法制备了CsPbBr₃钙钛矿发光薄膜,并通过X射线衍射和AFM图像对薄膜进行了结构表征。利用355 nm的紫外光对薄膜进行了泵浦,研究了该薄膜被多次加热、降温以及泡水后的荧光变化。实验发现,此方法制备的钙钛矿薄膜在被多次加热后,降温过程中荧光具有可恢复性,同时泡水后具有很好的疏水稳定性.     

CdBr2对CsPbBr3钙钛矿晶界处缺陷态调控及光电性能影响

通过CdBr₂对全无机CsPbBr₃钙钛矿薄膜进行钝化处理,研究不同浓度CdBr₂的异丙醇溶液对全无机CsPbBr₃钙钛矿太阳能电池光电性能的影响.结果表明:CdBr₂钝化CsPbBr₃钙钛矿表面后,降低了钙钛矿表面的Br空位缺陷密度,抑制了非辐射复合,促进了光生电子和空穴的抽取和传输,因此降低了界面光电子复合损失,使全无机钙钛矿太阳能电池器件的光电转换效率从6.58%提高到8.19%,开路电压从1.368 V提高到1.531 V.     

高发光强度上转换材料Y2O3 ∶Er,Yb纳米晶的制备

将反相乳液合成方法与水热处理方法相结合, 获得Y₂O₃ ∶Er,Yb纳米晶的前驱体, 经过一定温度灼烧, 获得了高发光强度的上转换Y₂O₃ ∶Er,Yb 纳米晶,经水热处理的纳米晶样品具有更好的晶体结构, 有利于激发电子在Er离子^{4F_9/2能级上的分布，进而导致红色发射强度极大地提高.}     

金属离子掺杂提升全无机CsPbX_3钙钛矿太阳能电池稳定性研究进展

钙钛矿太阳能电池具有光电转换效率高、成本低等优势,有望成为新一代光伏技术。然而,钙钛矿材料本身较低的稳定性限制了其商业化应用。因此,提高钙钛矿材料的稳定性对进一步推进钙钛矿太阳能电池的实用化至关重要。综述了金属离子掺杂在全无机钙钛矿太阳能电池的结构、组成及稳定性等方面的进展,重点介绍了以A位和B位金属离子2类典型的离子掺杂稳定全无机钙钛矿太阳能电池的研究工作。最后,提出了金属离子掺杂作为全无机钙钛矿太阳能电池稳定性强化策略所面临的机遇和挑战。     

针状α相AZrX3（A=Ca,Sr,Ba;X=S,Se）无铅硫族钙钛矿光电特性的第一性原理计算

通过密度泛函理论的第一性原理计算方法,系统研究了针状α相AZrX₃（A=Ca, Sr, Ba; X=S,Se）无铅硫族钙钛矿的晶体结构、力学性质和光电性质,并采用modified Becke-Johnson（mBJ）计算方法对带隙进行修正。结果表明：AZrX₃钙钛矿材料为直接带隙半导体,具有良好的力学和热力学稳定性。其中,针状α-SrZrS₃具有电子有效质量小（0.33m₀）和在可见光区域光吸收系数高(～4×10⁵cm^-1)等特点。且在材料厚度为1.0μm时,光谱极限最大效率（SLME）高达～32.64%,是潜在的太阳电池吸光层材料。同时,AZrSe₃的光电性质计算显示它们也是潜在的光电材料。本研究可以为实验上进一步制备和研究无铅硫族钙钛矿材料的光电性能提供可靠的理论指导。     

木材表面原位生长WO3纳米片及其光响应行为

 采用乙醇作为诱导剂,利用简单的低温水热合成法在木材表面原位生长无机WO₃纳米片,探讨WO₃/木材的光响应功能。使用扫描电镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见光（UV-vis）、色差仪和热重分析（TG）分别表征了此复合材料形貌、相结构、紫外光吸收、光响应和热稳定性能,并进一步探讨了此复合材料的疏水功能。SEM表明WO₃纳米片均匀的生长在木材表面;XRD表明WO₃具有六方晶相结构;UV-vis表明WO₃处理后的木材与素材相比,其最大吸收波长出现蓝移;光响应测试表明,WO₃/木材在紫外光照射下具有明显的变色功能;TG表明WO₃涂层对木材成分降解起到一定的抑制作用。此外,经过十八烷基三氯硅烷改良后,此复合材料具有超疏水功能。     

在双羧离子化合物辅助下有序纳米结构PbWO4的制备及其荧光性能研究

该文分别以草酸钠、丁二酸钠、己二酸钠为PbWO₄纳米晶生长阶段的结构导向剂,采用直接沉淀法制备了具有有序纳米结构的PbWO₄,用X-射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和红外光谱(IR)等技术手段对产物的结构进行了表征,研究了不同种类的双羧基阴离子对制备的PbWO₄纳米晶产物荧光性质的影响.PbWO₄有序纳米结构的形成可能原因是:双羧阴离子与PbWO₄纳米晶的某些晶面络合,进而影响到PbWO₄纳米晶的生长.     

980 nm激光激发下Yb/Er共掺杂氟化物纳米晶下转换发射特性

用高温热分解法制备摩尔分数为18%的Yb和摩尔分数为2%的Er共掺杂α-NaYF₄, α-NaLuF₄,β-NaYF₄,β-NaLuF₄和LiYF₄氟化物纳米晶, 并用X射线衍射(XRD)、 透射电子显微镜（TEM）和光致发光光谱表征样品的晶体结构、 形貌和发光性能. 结果表明: 所制备的样品均为纯相; 不同的氟化物纳米晶样品尺寸均匀, 粒径为10~15 nm; 在980 nm近红外激光激发下,所制备的氟化物纳米晶在1 550 nm附近均有下转换发射, 其中β-NaLuF₄∶Yb,Er纳米晶在1 550 nm处的发射最强.     

立方相Lu2O3:Eu3+纳米晶的可控合成和发光性质

采用水热方法, 通过调节前驱体的pH值, 得到不同形貌的立方相Lu₂O₃:Eu³⁺纳米棒、纳米片和纳米颗粒。利用粉末X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、光致发光(PL)谱和荧光寿命(FL)等技术对所制备的纳米晶进行了系列表征。随着纳米晶尺寸的减少, 样品的荧光强度明显减弱, 这是由于吸附在纳米晶表面的OH^-含量逐渐增加, 加速了非辐射弛豫从而降低了发光效率。此外, 也观测到源于纳米晶表面Eu³⁺离子的逐渐加强的624 nm发射以及在长波侧不断延伸的电荷迁移带长激发尾。     

(Nd0.62 Li0.15)TiO3陶瓷的制备及其热电性能

采用固相反应法与无压烧结法相结合制备了ABO₃型钙钛矿(Nd_0.62Li_0.15)TiO₃晶体陶瓷材料,并对其热电性能进行了表征.高分辨率透射电镜观察显示,制备的材料具有纳米超晶格结构,导致材料表现出玻璃态热传导特征且热导率小于2W/(m·K),该玻璃态热传导源于超晶格结构形成的大量纳米域界面对声子的强烈散射.A位空位填充使材料的电子电导率得到了明显改善,但对材料的热导率影响不大.塞贝克系数因为TiO₆八面体的扭曲而受到一定的影响.在测试温度范围内,块体陶瓷在500K时得到了最高的无因次热电优值(ZT)0.019.     

Pt掺杂ZnSnO3纳米立方体对ppb级NO2的敏感强化研究

采用简易的一步水热法优化合成出不同Pt浓度掺杂的钙钛矿型ZnSnO₃纳米立方体（ZSNCs）,并利用XRD、SEM、TEM、EDS和XPS等表征手段对所制备材料的晶体结构、微观形貌、表面特性等进行了详细的分析表征。研究发现,所制备的Pt掺杂ZSNCs纳米立方体形貌均一,边长约为 400 nm,引入的Pt以PtO和PtO₂的形式均匀负载在ZSNCs纳米立方体的表面上。以所获Pt掺杂ZSNCs纳米立方体为敏感材料制备出气敏元件,并详细研究了其气敏特性。结果表明,Pt掺杂可有效提升ZSNCs纳米立方体对NO₂的敏感能力,当Pt掺杂浓度为1%（Pt/Zn摩尔比）时,ZSNCs纳米立方体对NO₂具有最佳的气敏特性。在125℃的最佳工作温度下,1% Pt掺杂ZSNCs纳米立方体对500 ppb NO₂的灵敏度为16,是未掺杂ZSNCs纳米立方体的11倍,且检测下限低于50 ppb,同时气敏元件也具有优异的稳定性和NO₂选择性。结合结构表征和气敏特性测试结果,综合电子敏化和化学敏化效应阐述了Pt掺杂对ZnSnO₃纳米立方体NO₂敏感性能的增强机理,并建立了气敏反应模型。     

钛酸钡纳米晶中钡钛比的测定方法

用配位滴定法、重量法和X-荧光分析法测定了sol-gel法制备的BaTiO₃纳米晶中Ba和Ti的物质的量比，结果基本一致，分别为1.011∶１，1.039∶１，1.023∶１.3种测定方法各有特点，但都能较好地解决BaTiO₃纳米功能材料的钡钛含量的分析问题.     

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。     

高热稳定性橙红色荧光粉BaLaLiTeO6:Sm3+的制备及其光致发光性能

采用高温固相法合成了一系列Sm³⁺浓度(x)掺杂的BaLaLiTeO₆:xSm³⁺橙红色荧光粉,并对样品的晶体结构、发光性能、衰减寿命及热稳定性进行探究。数据结果显示BaLaLiTeO₆:Sm³⁺荧光粉归属于双层钙钛矿结构,其晶系类型为四方晶系(空间群：I4/m)。在404 nm的近紫外光照射下,发射光谱于550～680 nm呈现出一个三峰发射。Sm³⁺的最佳掺杂量为0.09,超过此值后,受到偶级与偶级相互作用的影响,样品出现显著的荧光猝灭现象。荧光寿命随着Sm³⁺掺杂浓度的不断增加而降低,这主要是由非辐射跃迁的概率大幅度提高造成的。由于热猝灭效应,荧光强度会随着温度的不断升高而降低,但150℃时的发射光谱积分强度仍能达到25℃时的82.8%。另外,样品活化能为ΔE=0.312 57 eV,证明其具有良好的热稳定性。因此BaLaLiTeO₆:Sm³⁺可作为橙红色荧光粉在发光领域有潜在的应用价...     

基于BaLuF5 颐Yb3+ ,Er3+ 纳米晶掺杂的聚合物光波导放大器

为提高聚合物光波导放大器的增益性能, 利用高温法合成了BaLuF5 颐Yb3+ ,Er3+纳米晶, 并分别对纳米晶的形貌、晶体结构和近红外发射特性进行了表征。测试结果表明, 纳米晶平均粒径为13 nm, 并在1 530 nm 处具有较强的发射, 荧光半高宽为50 nm。将合成的纳米晶掺杂入SU-8 聚合物作为光波导放大器的芯层材料, 使
用光刻显影等工艺, 在表面长有二氧化硅的硅衬底上制备出了聚合物光波导放大器。当980 nm 波长泵浦光功率为280 mW、信号光波长为1 530 nm 且功率为0. 1 mW 时, 在长度为1. 1 cm 的光波导放大器中, 获得了3. 95 dB的相对增益。     

基于NH3燃料的Ni-BZCYYb阳极在SOFC中的应用

NH₃作为一种储氢燃料可应用于固体氧化物燃料电池(SOFC)发电。文章用溶胶-凝胶法合成了Ba_0.5Sr_0.5Co_0.8Fe_0.2O₃(BSCF)和BaZr_0.1Ce_0.7Y_0.1Yb_0.1O₃(BZCYYb)钙钛矿材料，并对其进行了XRD表征，结果表明两者均呈现单一的钙钛矿相和良好的化学稳定性。对Ni O-BZCYYb|BZCYYb|BSCF单电池的性能、稳定性和表面形貌进行了研究。在NH₃气氛中，单电池在700℃有最大的功率密度(426 mW·cm^-2)。电池稳定性通过在700℃时的长期放电测试情况来反映，结果表明单电池在700℃、313 mA·cm^-2的条件下可以持续放电95 h，说明电池的稳定性较高。以上结果证明以NH₃为直接燃料的H⁺