为实现高分辨率、高均匀性与高可靠性的显示效果,需在卤化物钙钛矿单晶表面构建精细的图案化结构。该研究提出了一种针对卤化物钙钛矿单晶薄膜的生长-图案化协同制备策略(图1)。该策略不仅实现了卤化物钙钛矿单晶薄膜的大面积制备,还推动了蓝色发光阵列的快速、低成本制造。
CsPbBr等卤化物钙钛矿因其高颜色纯度、缺陷容忍性和可调带隙而成为下一代光电器件的有前途的材料。在超高真空下,使用紫外Nd:YAG激光器将通过逆温结晶合成的单晶CsPbBr靶材烧蚀到蓝宝石衬底上。在光学上,CsPbBr薄膜表现出2.36eV的直接带隙和以524nm为中心的强烈绿色发射。该工艺还有效抑制了缺乏Cs的杂质相的形成,这些杂质相通常会限制发光效率。该研究展示了一种在真空下构建高纯度卤化物钙钛矿异质结构的可控方法。
中国科学院大连化学物理研究所李灿院士、刘劼玮副研究员等提出“溶剂-添加剂级联调控”(SACR)策略,通过协同调节溶剂诱导的中间相形成与添加剂主导的晶面生长动力学,实现了钙钛矿薄膜的单一取向可控生长,并揭示了晶面取向对器件性能与稳定性的决定性作用。近日,相关成果发表于《能源与环境科学》。
本研究强调了一种可扩展且具有成本效益的高性能制备钙钛矿太阳能电池和模组的途径。总之,通过引入各种添加剂,有效地控制了钙钛矿溶液的扩展和结晶行为,从而能够在常温条件下通过溶液自扩展工艺制备大面积钙钛矿薄膜。加入异丙醇显著改善了前体溶液的润湿性,促进了大面积均匀、高质量钙钛矿薄膜的形成。此外,通过优化溶液滴加方法,我们成功制备了均匀的大面积钙钛矿薄膜。
溶液法制备的钙钛矿太阳能电池具有大规模生产的巨大潜力,但制备大面积高结晶度的钙钛矿薄膜仍是一个主要挑战。功能性氟基团与钙钛矿物种的协同配位作用限制了复杂中间相的形成,并促进了具有高结晶度和高相纯度的空间定向钙钛矿薄膜的形成。
金属卤化物钙钛矿薄膜的制备目前严重依赖反溶剂的使用。本研究提出了一种真空淬火结合晶体生长调节剂的方法,该方法无需反溶剂和二甲基亚砜,通过形成含非晶态络合物的中间膜,实现了对锡钙钛矿晶体生长的调控。大面积制备与模块化应用:实现了最大7.5×7.5cm的均匀锡钙钛矿薄膜制备,并成功构建了活性面积为21.6cm的七电池模块,展示了其良好的可扩展性与产业化潜力。
尹志刚教授等人近期开发出氯化锌掺杂新型柔性聚电解质杂化介电薄膜材料,并用于设计和制造多级非易失性低电压柔性有机场效应晶体管存储器。这一创新研究成果,展示了新型柔性聚电解质杂化介电材料及其低功耗OFET存储器在信息感知、存储与计算领域的诱人应用潜力。通过调节栅极电压,成功调控新型聚电解质杂化介电薄膜中的离子迁移能力,从而赋予柔性OFET存储器出色的存储能力。
为此,研究者寻找了有效的高度挥发性主要溶剂和路易斯碱添加剂的组合,以实现无抗溶剂的锡钙钛矿薄膜制备。因此,1-乙烯基咪唑被选为晶体生长调节剂,并进行了进一步研究。中间相的表征真空淬火后的薄膜呈现棕色半透明的外观,与退火后获得的黑色钙钛矿薄膜不同,表明形成了中间相。这些结果表明,V-CGR方法适用性广泛,无论下层的疏水性或钙钛矿的组成如何,均能有效应用。
本研究香港理工大学严晋跃和刘俊威等人设计了一种湿敏光调控薄膜,将日间光调节与夜间湿度控制相结合,以实现建筑节能与隐私保护。其除湿与降温性能在连续300次循环中保持稳定,表现出优异的操作稳定性。此外,MRLR薄膜采用低成本、环保材料制备,具有可扩展的工艺和良好的可制造性。低成本与高应用潜力:制造成本仅13.82美元/平方米,投资回收期34天,全球建模显示年节能24.57%,减排18.88kg/,具备大规模推广价值。
论文概览当前钙钛矿薄膜制备的两大主流技术—溶液沉积和真空沉积—各自存在明显局限性:溶液法虽然加工速度快但会留下针孔缺陷,而真空沉积虽然精确但加工效率低下。这项技术为钙钛矿光伏的规模化应用提供了全新解决方案。深度精读图1:钙钛矿模块的溶液-真空混合制造工艺流程图1展示了溶液-真空混合法制备钙钛矿太阳能模块的完整工艺流程。