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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
金属卤化物钙钛矿导锂层的构建并用于稳定锂金属电池的研究
姚宏斌课题组充分利用氯基金属卤化物钙钛矿宽带隙、成膜性好、制备简单等优势,开发出基于金属卤化物钙钛矿的梯度导锂层,实现了金属锂负极与电解液的隔离,大幅度提升了锂金属电池的循环稳定性。作为一种新型可溶液加工的离子型半导体材料,金属卤化物钙钛矿成为近年来光电研究领域的热点材料。然而,金属卤化物钙钛矿材料框架内的锂离子传导特性以及相关应用却少有研究。研究人员发现,利用旋涂法制备的金属氯基钙钛矿具有容纳和传输锂离子的特性。研究人员发展了方便的固相转印方法,避免了锂枝晶生长和锂金属电极的粉化。测试表明,在金属卤化物钙钛矿导锂层的保护下,锂电池的稳定性显著提升。
中国科学技术大学 2021-04-11
以三苯胺酞菁为空穴传输层的高性能钙钛矿太阳能电池
传统的空穴传输材料——以Spiro-OMeTAD为代表的芳胺类化合物由于其结构多样性、易于调节的前线轨道能级、较好的成膜能力和高的热稳定性与形态稳定性,在多个技术领域也受到了极大的关注。 氮原子的易氧化和有效传输正电荷的能力,使芳胺基团成为强电子给体。然而,由于芳胺的非平面构象及核心氮与芳基之间的扭曲,芳胺化合物大部分是无定形的。这降低了芳胺化合物的电荷载流子迁移率,并导致芳胺化合物需
南方科技大学 2021-04-14
电子材料3D打印设备开发与应用
该项目是针对电子领域的功能电子材料,特别是柔性电子材料的3D打印。3D打印技术是世界制造技术领域的一次重大突破,是先进精密制造、计算机技术(软件开发)、精密驱动技术、数控技术、材料科学等多学科技术的系统集成。在可预见的未来其发展趋势必定是面向个性化、智能化的3D打印系统的不断涌现。按照3D打印制备的材料类别分析,目前聚合物及金属(合金)材料及其结构件的报道较多,而很少涉及到针对电子领域的功能电子材料,特别是柔性电子材料的3D打印。但随着柔性电子领域的快速发展,也出现了可对电子材料进行高精密3D打印的技术。
北京大学 2021-02-01
三维人脸识别系统3D-FRS
生物特征识别是模式识别、图像处理、人工智能等学科领域的一个前沿研究方向,是涉及国家社会公共安全的战略高技术,同时也是电子信息产业新的增长点。从今年开始,我国已经开始计划在第二代身份证和电子护照中嵌入生物特征信息以提高个体身份认证的可靠性,生物特征识别技术在国家的人口管理、安全反恐、机场安检、出入境边检、门禁与安全系统、权限控制、对象监控、金融防伪、电子商务、社保福利等领域发挥重要作用。
东南大学 2021-04-10
电子材料3D打印设备开发与应用
该项目是针对电子领域的功能电子材料,特别是柔性电子材料的3D打印。3D打印技术是世界制造技术领域的一次重大突破,是先进精密制造、计算机技术(软件开发)、精密驱动技术、数控技术、材料科学等多学科技术的系统集成。在可预见的未来其发展趋势必定是面向个性化、智能化的3D打印系统的不断涌现。按照3D打印制备的材料类别分析,目前聚合物及金属(合金)材料及其结构件的报道较多,而很少涉及到针对电子领域的功能电子材料,特别是柔性电子材料的3D打印。但随着柔性电子领域的快速发展,也出现了可对电子材料进行高精密3D打印的技术。应用范围 柔性电子是在有机/无机材料电子器件制作或其它柔性基板上制作的一种新兴电子技术,其独特的性能以及高效、低成本的制造工艺在信息、能源、医疗、国防等领域具有广泛应用前景。如柔性电子可应用于显示器、有机发光二极管OLED、印刷RFID、薄膜太阳能电池板、电子用表面粘贴(Skin Patches)等。与传统IC技术一样,制造工艺和装备也是柔性电子技术发展的主要驱动力。项目阶段 团队经过两年的攻关,已经在电子浆料研发、精密压电超声刮刀、高分辨率工作台和Z轴压电驱动器、界面软件、系统集成与控制五大关键技术方面,取得了重要进展,获得系列阶段性的科研成果,完成了样机的初步研发和制作。知识产权 项目团队负责人长期从事压电、铁电、磁电功能材料与器件方面的研究,拥有30项中国和美国授权发明专利,发表SCI文章100余篇。2014、2015年被国际Elsevier评为最具世界影响力的中国学者之一。合作方式 技术转让、合作开发、技术入股。
北京大学 2021-04-11
野外环境3D打印维修保障系统
“野外环境3D打印维修保障系统”是针对野外环境条件装备应急抢修所研发的野外修复装备,系统包括零部件数据库软件、三维反求测量系统、金属激光3D打印系统及后处理模块等
西安交通大学 2021-04-10
基于 3D 的电气设备试验仿真系统
南京工程学院 2021-04-13
基于并联机构的 3D 打印机
3D 打印机又称三维打印机,是实现增材制造(快速成形)的一种设备。它 以数字模型文件为基础,通过一层层的粘合材料来制造三维物体。3D 打印技术 是一项多学科交叉的、具有绿色智能特征的前沿先进制造技术,在航空航天、 国防军工、工业制造、生物医学、消费电子等众多领域有广泛应用前景。 并联结构是一种闭环结构,其动平台或称末端执行器通过至少 2 个独立的运动 链与机架相连接。打破了原有 3D 打印机的笨拙的三维的直线运动。并联 3D 打 印机器人相比于传统机构 3D 打印机具有打印范围大、打印速度快、打印精度 高、打印机制作成本低等众多优点,该打印机适用多种工程塑料(ABS、PLA、 PPSU 等)。用于大尺寸工业模型、建筑模型、艺术创意设计、科普教育等领域, 可以满足市场上对大尺寸 3D 打印机的需求,符合新一代 FDM 式 3D 打印机的 发展方向,推动了 3D 产业的发展。
山东大学 2021-04-13
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