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钙钛矿光伏材料/钙钛矿太阳能电池
2021 年 3 月 26 日,Science(《科学》)在线发表了西北工业大学黄维院士团队的研究成果 Stabilizing black-phase formamidinium perovskite formation at room temperature and high humidity。此项研究独创性地提出以一种多功能的“离子液体”作为溶剂来替代传统的有毒的有机溶剂制备钙钛矿光伏材料,用这一方法制备的材料具有稳定性高、制备工艺简单等优势。相关研究成果解决了传统钙钛矿光伏材料制备过程中的世界性难题,实现了光伏领域的重大突破。离子液体及其制备的钙钛矿太阳能电池 团队研发的可折叠柔性电子产品。目前,全球以“光伏”为代表的可再生能源产业链驶入发展快车道。其中,钙钛矿光伏功不可没,它相比传统太阳能电池板中使用的硅晶体,不仅更便宜、更轻薄、可变型,同时成本也更低廉、更环保,在应用范围上将产生颠覆性变革。因此,钙钛矿光伏材料的研究已经成为各国科学家追逐的“热点”。“未来,沙漠腹地、楼宇外墙、手机等都不再需要传统电池,只需要一块更低廉、更清洁,薄如纸张的钙钛矿太阳能电池就能够满足所需。同时,还可以应用在柔性可穿戴、航天器搭载等重要领域。” 团队“大师兄”晁凌锋对钙钛矿光伏材料应用前景充满信心。 黄维院士团队致力于钙钛矿光伏材料研究,通过原始创新解决材料不稳定、光电转化率不高、工艺制备复杂且污染性较高等卡脖子难题。 
西北工业大学 2021-04-13
黄维院士团队在全无机钙钛矿纳米晶闪烁体研究方向取得重要进展
近日,由南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院、省部共建有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地黄维院士、新加坡国立大学化学系刘小钢教授(教育部长江讲座教授)以及福州大学杨黄浩教授带领的国际合作团队在长期研究的基础上,发现了一类含有铯和铅重原子成分的全无机钙钛矿纳米晶闪烁体,在X射线闪烁体研究领域取得突破性的重大进展。相关研究成果已发表在《自然》杂志。   X射线成像技术广泛应用于医学诊断、国防工业、核技术和辐射安全检测等重要领域,X射线技术应用中的核心器件是闪烁体材料,它可将高能X光子转化为低能量的可见光,以实现X射线检测与成像,常用于辐射探测和安全防护。但是,目前绝大多数的闪烁体材料在高温条件下煅烧合成,不仅价格昂贵,而且对X射线光子能量的转化效率有限,同时其辐射发光波长也不易调控,此次黄维院士团队的新发现使解决X射线检测与成像技术中这一技术难题成为可能。   相较于传统闪烁体,基于全无机钙钛矿纳米晶制备而成的新型闪烁体在可见光区可调谐,对X射线具有非常高效的辐射发光响应,不仅实现了基于该新型闪烁体的彩色辐射发光显示,还证实了该纳米材料在超灵敏X射线检测和高分辨X射线成像技术领域的应用。研究发现表明铯和铅重原子成分能够使闪烁体具有较强的X射线吸收能力、高效的三重态发光特征、可调控的电子能级结构以及较快的辐射发光速率。利用该类无机材料的本征特性以及简易廉价的纳米合成技术,黄维院士团队实现了对X射线光子的高效转化和发光颜色的精细调控,为多彩辐射发光显示技术和超灵敏X射线检测与成像技术发展提供坚实的基础。此外,新型闪烁体的发现为制备大面积柔性闪烁体膜提供了可能性,可极大地提高X射线检测与成像灵敏度,降低X射线在医学诊断和X光机安全检查等方面的辐射使用剂量,使得基于X光的应用更加安全。   该研究成果对X射线闪烁体材料的发展与应用具有极为重要的科学意义,为实现闪烁体材料的性能调控提供了全新思路和途径。这类钙钛矿纳米晶闪烁体的出现,不仅能够大大促进X射线检测技术与成像原理在医学成像、国防工业、安全检查和高能物理研究等众多传统领域的进一步发展,同时也在基于纳米发光材料的新兴领域如光动力疗法具有广阔的应用前景。   相关研究工作以“All-inorganic Perovskite Nanocrystal Scintillators”为题于8月27日于Nature杂志在线发表,我校信息材料与纳米技术研究院黄维院士为本论文的共同通讯作者。该研究工作得到了国家重大科学研究(973)计划(2015CB932200 钙钛矿型太阳电池的基础研究)和国家自然科学基金(21635002, 21471109, 21210001、21405143)的支持。   据悉,2014年以来,黄维院士领衔的创新团队已相继在《自然》(Nature)《自然•材料》(Nature Materials)《自然•纳米技术》(Nature Nanotechnology)《自然•光子学》(Nature Photonics)和《自然•通讯》(Nature Communications)等国际顶尖学术期刊上发表一系列重要学术成果。此次发现的全无机钙钛矿纳米晶闪烁体实现多彩辐射发光和超灵敏X射线检测,是该团队在Nature系列期刊上的又一佳作,标志着该团队在高端人才引育、科研成果体现、交叉学科建设和国际交流合作等方面取得突出成效,同时,进一步夯实了南京邮电大学建设世界一流学科的学术基础。
南京邮电大学 2021-04-26
一种双发射Mn掺杂CsPb(Cl/Br)3钙钛矿纳米晶及其制备方法
本发明公开了一种油溶性Mn掺杂CsPb(Cl/Br)3双发射纳米晶及其制备方法,其具体制备步骤包括:(1)微乳法合成全无机CsPbBr3钙钛矿纳米晶前驱体;(2)卤素离子交换辅助的Mn?to?Pb的离子交换。该制备方法是在室温下进行,过程简单、容易操作、原料供给方便、原料价格低廉,在一般的化学实验室均能完成,易于推广;所制备的Mn掺杂CsPb(Cl/Br)3纳米晶,具有来自钙钛矿本征发射和Mn离子发射两个发射峰;该制备方法获得的Mn掺杂CsPb(Cl/Br)3双发射纳米晶不仅具有高的56%荧光量子产
东南大学 2021-04-14
直接界面法制备三维多级表面形貌多孔磷酸钙纳米陶瓷的方法
本发明涉及一种直接界面法制备三维多级表面形貌多孔磷酸钙纳米陶瓷的方法,使用甲醇、水溶性钙盐、挥发性碳铵盐、表面活性剂PVP和明胶等、磷酸氢二铵和磷酸氢二钾等为原料采用界面法在聚氨酯泡沫支架上形成碳酸钙多孔坯体,然后通过130℃或以上水热处理及600-1000℃下高温处理,即可得到具有三维多级表面形貌的多孔纳米磷酸钙陶瓷。所得到的最终制品平均孔径可控制在50μm到1000μm之间,平均晶粒尺寸在200nm到1μm之间。孔呈三维贯通的海棉形态,孔壁的横截面呈三角形。
西南交通大学 2016-10-20
一种通过原位沉积磷酸钙对碳纳米管进行功能改进的方法
一种通过原位沉积磷酸钙对碳纳米管进行功能改性的方法,其步骤为:a、接枝反应将聚乙二醇、淀粉、聚乙烯醇或马来酸酐溶于二氯甲烷中,并加入偶联剂构成接枝反应液;再将经酸化预处理后的碳纳米管粉末和催化量的酯化催化剂加入到接枝反应液中,进行酯化反应;然后过滤、洗涤、干燥得已接枝小分子化合物或聚合物后的碳纳米管;b、矿化反应 再将a步接枝后的碳纳米管置入成分与模拟体液相同,但离子浓度为模拟体液2-10倍的快速矿化液中,超声分散后置于温度为37℃的环境中,静置1-7天。该种方法改性后的碳纳米管的亲水性以及生物相容性好,可用作医用高分子复合材料的增强体或者药物载体材料。
西南交通大学 2016-10-20
一种测定钙系包芯线中金属钙含量的方法
本发明公开了一种快速测定钙系包芯线中金属钙含量的方法。 在常温常压下,利用 NH4Cl 溶液为溶样试剂、高纯金属镁或金属钙为 标准,采用气体容量法及相关装置,测定金属镁或金属钙标样及待测 样品在相同实验条件下产生氢气的体积,根据气体状态方程,通过比 较法计算出钙铁包芯线中金属钙的含量。本发明方法不仅适用于不同 含钙量的钙铁包芯线中金属钙的测定,还适用于不同含钙量的铝钙包 芯线、硅钙线等钙系包芯线中金属钙的测量。本发明
华中科技大学 2021-04-14
D—泛酸钙合成工艺研究
D-泛酸钙[N-(2,4-二羟基-3,3-二甲基丁酰)-β-氨基丙酸钙]属维生素类物质,作为人体和动物体内辅酶A的构成成分,主要作用是参与生物体内蛋白质、脂肪、糖类的代谢,广泛用于医药、食品和词料工业。 医药方面,D-泛酸钙作为药物,主要用于维生素B缺乏症及神经炎,手术后肠绞痛,辅助治疗红斑狼疮,此外还用于制造其他药物。食品方面,鉴于D-泛酸钙具有补充生物体内维生素B需求和增强食品风味两方面的功效,用作各种保健食品的营养增补剂。词料工业方面,D-泛酸钙主要用作猪鸡鸭、鱼等畜禽词料添加剂,防治动物因缺乏泛酸所引起的皮肤粘膜病变、发炎,肠道和呼吸道疾病,生殖机能紊乱,耐紧张能力降低,猪患鹅步病,家禽产蛋量低、胚胎死亡率高等。由于国内养殖业发展很快,加之D-泛酸钙在体内形成的活性代谢物泛酸是生物体自身成分,无毒性物质残留,是国际公认的一种绿色词料添加剂。工艺特点:工艺原料易得,来源广泛,立足国内; (1)本工艺反应条件温和,无高温、低温和高压等苛刻要求,因而对设备无特殊要求; (2)本工艺回收利用较完全,故成本较低; (3)本工艺“三废”主要是生产过程中产生的含氰废水,但可利用蒸馏—生物接触氧化塔处理工艺,使工艺废水达到国家排放标准; (4)本工艺采取先拆分、后酰胺化方法,产品质量较高,可达到出口标准,直接创汇。
武汉工程大学 2021-04-11
非铅Cs2NaBiX6双钙钛矿纳米晶的高效光致发光动力学
近日,天津大学赵广久教授团队在钙钛矿材料的激发态化学机制研究方面取得突破性进展。相关研究成果发表在《Chemical Engineering Journal》(IF: 10.65)上。该团队首次合成了一种新型非铅双钙钛矿材料,并调控晶格畸变,调控了激发态载流子动力学,从而显著促进了光致发光量子产率的提升,对进一步的材料开发和应用有很强的指导意义。 研究背景 在过去的十年中,关于钙钛矿材料的开发和应用一直在光伏电池和发光领域得到了极大的发展。钙钛矿纳米晶体的与其块状材料相比,具有许多优势,例如钙钛矿纳米晶具有高的光致发光量子产率,颜色可调,同时易于大规模制备柔性器件。因此,卤化钙钛矿纳米晶体已成为研究人员的重要研究对象。 不幸的是,铅的毒性限制了卤化铅的进一步应用钙钛矿纳米晶体。最近报道了一些无铅钙钛矿纳米晶体的合成,但是其很难构造3D的钙钛矿结构,导致性能不佳。铅基钙钛矿的出色光学性能NC由独特的3D钙钛矿结构和ns2电子轨道,使其具有优异的电荷载流子行为。同时,几种双钙钛矿纳米晶体 3D结构取得了一些进展。但是有两个问题仍然存在。一种是开发更新颖的双纳米晶体来配合设备的应用;另一种是使用高精度光谱探索更深层次的激发态动力学。因此,更有效的合成技术改造和更深刻的载流子动力学研究是目前最有效的方法,这可提高无铅钙钛矿纳米晶体的应用前景。 研究基础 在前期的研究中,团队在钙钛矿光电材料设计与机理研究方面取得了一系列的原创性成果。前期我们团队通过离子掺杂诱导相转变,从非活性相转变为活性相,使得发光效率得到大幅度提高 (Angew. Chemie. Int. Ed. 2019, 58, 11642.) ; 在认识到晶型对发光调控的重要影响后,我们进一步地通过离子掺杂控制晶格变形程度进而调控发光峰的宽度,可以在实现高发光效率的同时随意控制发光峰宽度的窄化和拓宽(Chem. Eng. J. 2020, 125367; J. Lumin. 2020, 117045; 2D Mater. 2020, 7, 031008.);最后我们为了开发多手段实现构象调控,我们通过引入不同的左右旋手性基团,从而实现手性的传递和放大(J. Mater. Chem. C. 2020, 8, 5673. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 17299.)。 研究进展 在这项工作中,赵广久团队创新地开发了高效光致发光钠铋双钙钛矿Cs2NaBiX6(X = Cl,Br)纳米晶体。该团队通过离子掺杂控制晶格畸变,促进自陷态激子的捕获,实现了超快的热载流子弛豫;同时,DFT理论计算分析表明离子掺杂后的晶体的能带结构从间接带隙转变为直接带隙,促进了电子空穴的辐射复合;此外离子掺杂也降低了晶体的体相缺陷,减少了缺陷产生的非辐射复合。以上三者的贡献综合作用从而大幅度促进了光致发光产率的提升,结果离子掺杂后的双钙钛矿Cs2NaBiCl6 NCs可显示约16%的明亮宽带光致发光PLQY,高于迄今为止报告的单组分钙钛矿发光材料(2-10%)。我们的研究为未来的新材料的开发和应用提供了指导。
天津大学 2021-02-01
非铅Cs2NaBiX6双钙钛矿纳米晶的高效光致发光动力学
项目成果/简介:近日,天津大学赵广久教授团队在钙钛矿材料的激发态化学机制研究方面取得突破性进展。相关研究成果发表在《Chemical Engineering Journal》(IF: 10.65)上。该团队首次合成了一种新型非铅双钙钛矿材料,并调控晶格畸变,调控了激发态载流子动力学,从而显著促进了光致发光量子产率的提升,对进一步的材料开发和应用有很强的指导意义。 研究背景 在过去的十年中,关于钙钛矿材料的开发和应用一直在光伏电池和发光领域得到了极大的发展。钙钛矿纳米晶体的与其块状材料相比,具有许多优势,例如钙钛矿纳米晶具有高的光致发光量子产率,颜色可调,同时易于大规模制备柔性器件。因此,卤化钙钛矿纳米晶体已成为研究人员的重要研究对象。 不幸的是,铅的毒性限制了卤化铅的进一步应用钙钛矿纳米晶体。最近报道了一些无铅钙钛矿纳米晶体的合成,但是其很难构造3D的钙钛矿结构,导致性能不佳。铅基钙钛矿的出色光学性能NC由独特的3D钙钛矿结构和ns2电子轨道,使其具有优异的电荷载流子行为。同时,几种双钙钛矿纳米晶体 3D结构取得了一些进展。但是有两个问题仍然存在。一种是开发更新颖的双纳米晶体来配合设备的应用;另一种是使用高精度光谱探索更深层次的激发态动力学。因此,更有效的合成技术改造和更深刻的载流子动力学研究是目前最有效的方法,这可提高无铅钙钛矿纳米晶体的应用前景。 研究基础 在前期的研究中,团队在钙钛矿光电材料设计与机理研究方面取得了一系列的原创性成果。前期我们团队通过离子掺杂诱导相转变,从非活性相转变为活性相,使得发光效率得到大幅度提高 (Angew. Chemie. Int. Ed. 2019, 58, 11642.) ; 在认识到晶型对发光调控的重要影响后,我们进一步地通过离子掺杂控制晶格变形程度进而调控发光峰的宽度,可以在实现高发光效率的同时随意控制发光峰宽度的窄化和拓宽(Chem. Eng. J. 2020, 125367; J. Lumin. 2020, 117045; 2D Mater. 2020, 7, 031008.);最后我们为了开发多手段实现构象调控,我们通过引入不同的左右旋手性基团,从而实现手性的传递和放大(J. Mater. Chem. C. 2020, 8, 5673. Phys. Chem. Chem. Phys. 2020, 22, 17299.)。 研究进展 在这项工作中,赵广久团队创新地开发了高效光致发光钠铋双钙钛矿Cs2NaBiX6(X = Cl,Br)纳米晶体。该团队通过离子掺杂控制晶格畸变,促进自陷态激子的捕获,实现了超快的热载流子弛豫;同时,DFT理论计算分析表明离子掺杂后的晶体的能带结构从间接带隙转变为直接带隙,促进了电子空穴的辐射复合;此外离子掺杂也降低了晶体的体相缺陷,减少了缺陷产生的非辐射复合。以上三者的贡献综合作用从而大幅度促进了光致发光产率的提升,结果离子掺杂后的双钙钛矿Cs2NaBiCl6 NCs可显示约16%的明亮宽带光致发光PLQY,高于迄今为止报告的单组分钙钛矿发光材料(2-10%)。我们的研究为未来的新材料的开发和应用提供了指导。
天津大学 2021-04-11
羰基合成碳酸二甲酯技术
碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate,可简称DMC)是一种十分有用的低毒有机化工原料,分子式中带有-CO、-CH3、-OCH3和-COOCH3基团,可进行羰基化、甲基化、甲氧基化和羧基化反应,在化学合成中能很好地替代光气、硫酸二甲酯和甲基卤作羰基化剂和甲基化剂,从DMC出发可合成聚碳酸酯、异氰酸酯、氨基甲酸酯、丙二酸酯、丙二尿烷等许多重要
南京工业大学 2021-01-12
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