溶解度是调控钙钛矿单晶生长的关键物理性质。逆温结晶法因其可利用升温过程中溶解度下降的特性,被广泛用于制备高质量钙钛矿单晶,以构建高性能X射线探测器。本文复旦大学解凤贤等人提出一种温度调控有机配位机制,以突破多种钙钛矿组分在ITC过程中的溶剂限制。本研究为高质量钙钛矿单晶的合成提供了新机制,并推动了其进一步应用。
作为新兴光源技术,蓝色钙钛矿发光二极管在外量子效率方面取得了显著进展,但其较差的工作稳定性仍是制约进一步商业化的关键瓶颈。在超低电压条件下同时实现高功率转换效率和高亮度,是实现长寿命PeLEDs的有力策略。所得PeLED可在低于带隙电压下工作,实现了24.5%的高PCE。值得注意的是,大幅降低的驱动电压抑制了焦耳热和离子迁移,将器件在1000cdm亮度下的工作寿命延长至创纪录的T=318.8分钟。
本文华东师范大学方俊锋和付圣等人报道了一种通过胺阳离子的理性设计实现静电碘调控的策略,以提升PSCs的光热稳定性。此外,TBAI还能促进钙钛矿结晶并钝化缺陷,减少非辐射复合。多重功能协同提升性能:TBAI不仅有效抑制碘流失和电极腐蚀,还促进钙钛矿结晶、降低缺陷密度,提升载流子传输效率,最终实现26.23%的高效率。
在金属卤化物钙钛矿中用无机Cs取代有机阳离子,因其优异的热稳定性和理想的带隙,为发展高性能叠层太阳能电池提供了广阔前景。研究发现,AGS的引入可原位形成PbSO点并与钙钛矿前驱体相互作用,从而严格调控无机钙钛矿的结晶过程,实现快速成核并加速相变过程。结合钙钛矿与TiO之间改善的界面能级匹配,修饰后的无机钙钛矿太阳能电池的光电转换效率从19.84%提升至22.22%,电压亏损仅为0.44V。
本文浙江大学杭鹏杰和余学功等人提出了一种在二维钙钛矿中间层中引入n型调控的策略,通过将SbCl掺入PEAI基二维钙钛矿中,实现了2D层的n型掺杂,显著提升了电子密度,构建了增强的场效应以优化钙钛矿/C界面的钝化效果。叠层效率突破33%:单结宽带隙钙钛矿电池效率达23.20%,钙钛矿-硅叠层电池效率达33.10%,是目前报道的最高效率之一。
混合卤素CsPbClBr钙钛矿量子点已成为纯蓝色发光二极管的有力候选材料。本文郑州大学姚纪松和宋继中等人提出了一种阳离子-阴离子对辅助合成策略,用于制备高质量的CsPbClBrQDs。得益于这种阳离子-阴离子对的协同钝化效应,QDs的光致发光量子产率从42%提升至86%。同时,QDs表现出高结晶质量,有利于载流子传输。本研究表明,协同离子对钝化策略是实现高效稳定纯蓝色钙钛矿LED的一种实用设计方法。
韩国高丽大学JaeWonShim、JiHohonJo团队设计了一种极简分子结构的自组装单层材料BPA,仅含苯环核心与磷酸锚定基团,通过精准界面能级调控,成功实现OPV与OPD的双高性能。该研究以“BifunctionallyDrivenOrganicPhotonicConversionDevicesFacilitatedbyMinimalisticSynthesis-BasedInterfacialEnergeticAlignment”为题发表于《AdvancedMaterials》。该材料通过精准的界面调控,在实现28.6%的高效室内光电转换与fW级超低噪声探测的同时,更将成本降低了720%以上,最终在效率、稳定性与成本之间实现了卓越的平衡。
为此,日本广岛大学ItaruOsaka团队设计并合成了一种结构简化、合成便捷的高效聚合物给体PTz3TE。通过引入改良合成复杂度指标进行量化评估,PTz3TE被证实是当前性价比最高的聚合物给体之一。该研究为OPVs的材料设计与商业化提供了重要借鉴。结论展望该团队通过精妙的分子与合成设计,成功打造了聚合物给体PTz3TE,实现了“高性能”与“易合成”的理想结合。
空穴选择性自组装单分子层在将反式钙钛矿太阳能电池的认证功率转换效率提高到26.7%方面发挥了关键作用。鉴于此,香港城市大学AlexK.-Y.Jen,中国科学院深圳先进技术研究院张杰,岭南大学吳聖釩,吉林大学蒋青团队在期刊《Nature》发文“Toughenedself-assembledmonolayersfordurableperovskitesolarcells”采用可交联的co-SAM来增强空穴选择性SAM对抗外部应力的构象稳定性,同时抑制自组装过程中SAM中缺陷和空隙的形成。
胶体量子限域的CsPbBr纳米片具有窄发射线宽和厚度可调的光致发光特性,是深蓝钙钛矿发光二极管的理想候选材料。所制备的PeLED在CsPbBr纳米片基器件中性能创纪录,最大外量子效率达6.81%,峰值亮度143cd/m,CIE色坐标完全符合Rec.2020标准,较未钝化器件提升十倍。优异光学性能与色纯度:实现461nm深蓝发射,半高宽仅13nm,PLQY高达96%,CIE-y值低至0.046,完全满足Rec.2020超高清显示标准。