小尺寸DMA阳离子的动态运动提供了打破3mFm对称性的驱动力,从而赋予其6个等效极化方向的多轴铁电性。该研究为设计新型光活性铁电材料用于智能光电器件提供了新思路。光电流增强比创纪录:铁电光伏效应与热释电效应协同耦合,光电流增强比高达~4800%,为已知铁电材料中的最高值之一。
尤其是近年来,随着高熵掺杂、机器学习等前沿设计策略的引入,SOFC/SOEC在材料设计、机理研究与系统集成方面取得了显著进展,为该类器件的性能提升与商业化应用提供了全新平台。然而,纳米颗粒在高温共烧过程中极易发生团聚、粗化及成分偏析,导致晶界电阻上升、机械强度下降。目前SOFC/SOEC文献中的极化阻抗、降解速率及热循环寿命数据因测试温度、气体组分、电流密度等条件差异而难以横向比较。
出乎意料的是,4F-BA形成了高性能的3D/2D异质结,而4TF-BA则在钙钛矿表面形成了非晶层。研究结果表明,4F-BA具有更平衡的分子内电荷极化,有利于形成有效的氢键,从而促进结晶性2D钙钛矿的形成。而基于4F-BA的器件效率超过25%,并在多种存储条件下表现出更长的寿命。结晶2D层大幅提升稳定性:基于4F-BA的3D/2D器件在高温、高湿环境下表现出卓越的长期稳定性,远超非晶钝化层和对照组。
成果掠影在国家自然科学基金委、科技部和中国科学院的支持下,化学所绿色印刷实验室宋延林课题组提出一种非侵入式表面固相反应策略,用于构建高质量钙钛矿太阳能电池的二维钝化界面。该工作展示了固相反应制备纯相二维钙钛矿钝化的优势,为制备高性能钙钛矿光伏器件提供了新思路。▲固相反应制备纯相二维钙钛矿钝化层助力高效钙钛矿太阳能电池
尽管Ruddlesden-Popper型准二维钙钛矿在红、绿、蓝光发光二极管中取得了外量子效率超过20%的成果,但其光谱稳定性和工作稳定性仍是制约其进一步发展的主要挑战。该策略为准二维钙钛矿的构建提供了新思路,实现了蓝光钙钛矿LED的高效与高稳定性。文章亮点混合型结构设计:通过RP型与DJ型钙钛矿的混合,结合PentA与PentDA双胺阳离子,实现了相分布调控与范德瓦尔斯间隙的消除,显著提升材料稳定性和发光效率。
尽管已知锂阳离子的迁移会诱导钙钛矿从α相转变为δ相,但关于器件长期稳定性的报告存在明显的矛盾。南京工业大学黄维院士和中山大学秦天石等人研究表明,在明暗交替条件下,锂迁移会迅速降解α相钙钛矿。为了解决明暗循环下的不稳定性,我们用甲铵掺杂剂替换了锂掺杂剂。重要的是,研究人员在空穴传输层薄膜中没有发现未反应的甲铵掺杂剂,与锂掺杂剂不同,这暗示了更好的器件稳定性。
二维钙钛矿因其可调的激子性质和结构多样性,在光电子与光子学领域展现出广阔应用前景。该研究不仅拓展了二维钙钛矿的材料体系,也为高性能光电子器件的材料制备提供了新策略。文章亮点:1.拓展二维钙钛矿化学空间:EIC方法兼容含反应性官能团的有机阳离子,成功合成25种新型二维钙钛矿,极大丰富了材料库。
文章亮点:非侵入性表面反应策略实现纯相2D钙钛矿层:通过精确控制温度与压力,触发固相界面反应,避免了溶剂渗透导致的混合维度相变,成功制备出维度明确、相纯度高的2D钙钛矿钝化层。通用性强、适用于多种分子与大面积制备:NSR方法适用于多种Ruddlesden–Popper阳离子分子,并可实现大面积均匀钝化,为钙钛矿光伏器件的商业化提供了可靠路径。
结论展望本研究通过精细调控芘基间隔层的烷基链长度,成功实现了二维钙钛矿从传统量子阱行为到具有强层间杂化与激子离域的“准量子阱”行为的转变。通过优化有机间隔层的化学结构、取向及能级,有望在保持二维钙钛矿优异稳定性的同时,突破其电荷传输限制,推动新一代光电子技术的发展。
全球能源需求的增长和气候变化的加剧,凸显了对清洁、高效、可持续能源解决方案的迫切需求。在众多新兴技术中,原子级厚度的二维(2D)材料因其可调的光电特性、高比表面积和高效的电荷传输能力,在光伏领域中展现出独特优势。