针对深蓝色钙钛矿发光二极管(LED)中因宽带隙钙钛矿结构缺陷导致的载流子传输受损与非辐射复合严重等关键挑战,清华大学、南京工业大学、香港理工大学等多家科研团队创新性提出原位生长高质量单晶薄膜(SCTF)与双层协同钝化界面策略。该研究通过空间限制生长法在空气中原位制备出大面积、高取向、原子级平滑的PEA₂PbBr₄钙钛矿单晶薄膜,并结合理论计算指导缺陷调控,实现了深蓝光高效辐射。在器件工程方面,通过优化空穴传输层与覆盖基板界面,采用两段式热退火结晶工艺,显著提升了薄膜质量与发光效率。最终,基于该单晶薄膜的深蓝钙钛矿LED实现了中心波长419 nm、最大亮度179 cd/m²的深蓝电致发光,其外量子效率达0.19%,是目前基于二维钙钛矿的深蓝器件中亮度最高的成果之一。该研究以"Deep-blue light-emitting diodes based on perovskite single-crystal thin films"为题发表在顶级期刊《Science Advances》上。
清华新闻网12月12日电 钙钛矿材料因其优异的光电特性与可溶液加工等优势,在发光二极管领域展现出广阔的应用前景,尤其在色纯度、荧光量子产率及波长可调性方面表现突出。目前,钙钛矿蓝光器件的研发主要围绕混合卤素与准二维结构两种策略展开,通过组分调控与维度工程,天蓝光区域的发光效率已提高至25%以上,显示出良好的发展态势。
锡基卤化物钙钛矿因Sn²⁺的高路易斯酸性导致结晶过快,以及Sn²⁺易氧化引起的严重p型掺杂,在其多样化应用中面临巨大挑战。
钙钛矿太阳能电池(PSCs)在湿度、光照和高温等条件下的稳定性已取得显著进展,但仍面临反向偏压下的衰减问题,其主要原因在于碘离子(I⁻)的不可逆迁移。
中央经济工作会议12月10日至11日在北京举行。会议提出,明年经济工作要坚持“双碳”引领,推动全面绿色转型。深入推进重点行业节能降碳改造。制定能源强国建设规划纲要,加快新型能源体系建设,扩大绿电应用。加强全国碳排放权交易市场建设。
不对称分子设计是提升非富勒烯受体(NFA)性能的有效策略之一,但以往研究多集中于横向(左右)不对称性。大阪大学Akinori Saeki团队创新性地提出了双面不对称(bifacial)的手性分子设计策略,合成并研究了基于茚并二噻吩(IDT)核心的手性NFA分子:(S,S)-IE4F与(R,R)-IE4F。该设计不仅在垂直方向引入偶极矩,还赋予分子手性,首次在有机太阳能电池(OSC)的体异质结中实现了显著的手性诱导自旋选择性(CISS)效应(自旋极化率高达~70%)。基于纯手性分子构筑的OSC器件取得了8.17%的光电转换效率,是其非手性异构体(meso-IE4F,效率2.36%)的三倍以上。该研究以“Chiral Bifacial Non-Fullerene Acceptors with Chirality-Induced Spin Selectivity: A Homochiral Strategy to Improve Organic Solar Cell Performance”为题发表在《Angewandte Chemie International Edition》。
传统有机太阳能电池(OSCs)中,非辐射复合损失严重制约了其效率提升。近年来,大环π共轭结构因其可抑制分子振动、增强发光特性而备受关注,但其聚集行为往往不利于电荷传输。中南大学邹应萍团队 设计并合成了系列构象锁定的环状受体分子RCM-C6、RCM-C5、RCM-C4,通过调控烷基链长度优化分子平面性与堆积行为,在显著提升光致发光量子产率(PLQY > 14%)的同时,实现高效电荷传输,最终构筑出效率高达17.1%的OSC器件,创下大环受体体系效率纪录。该研究以“Conformationally Locked Macrocyclic Acceptors with Enhanced Photoluminescence for High-Efficiency Organic Solar Cells”为题发表于《Advanced Materials》。
屋顶太阳能电池板通常由晶体硅制成,其光电转换效率约为 25%。金属卤化物钙钛矿作为一类半导体材料,被认为是极具潜力的下一代太阳能电池材料,有望实现单晶硅电池难以企及的转换效率。采用钙钛矿制备叠层太阳能电池是一种前景尤为广阔的技术路径,这类电池的核心设计是将多种不同的光活性材料进行分层堆叠。
为此,作者提出了一种晶界能带反转策略,采用二丁基二硫代氨基甲酸铅作为界面钝化剂,同时实现了对1.68eV宽带隙钙钛矿薄膜的缺陷钝化以及晶界与晶粒间能带弯曲方向的反转。本研究通过晶界能带反转策略,成功实现了高效率与环境制备的兼容性,推动了钙钛矿光伏技术的产业化进程。第一性原理计算与系统表征进一步证实,PbDBuDTC的官能团可有效钝化钙钛矿晶格中的空位缺陷,抑制非辐射复合。
背景介绍三结太阳能电池是突破单结电池效率极限的核心方向,超宽禁带钙钛矿作为顶层吸收体的瓶颈制约其发展。目前钙钛矿/硅双结电池效率已达33.7%,但三结电池的关键瓶颈是缺乏高性能UWBG顶层电池。虚线框区域为设备的检测间隙。a,不含氰酸盐和含5%氰酸盐的钙钛矿晶体结构计算结果。a,不同浓度溴和氰酸盐的VOC对比。总结与展望首次证实OCN可稳定嵌入钙钛矿晶格,利用其与Br的晶格匹配性,诱导适度畸变,同步优化元素分布与缺陷抑制。