二维钙钛矿材料制备技术研究进展

钙钛矿因具有可调性结构、低缺陷密度、高载流子迁移率以及带隙可调等优异的物理化学特性而被广泛地应用于太阳能电池和光电探测器等光电器件领域。二维钙钛矿材料由于维度和厚度尺寸减小,引起量子限域效应,使得电子-空穴相互作用增强,激子结合能增大。因此,二维钙钛矿材料与其块体材料相比表现出了更优异的光电特性,并且稳定性增强,迅速成为二维材料领域的研究热点。结合近几年国内外研究现状,综述了剥离法、液相法和气相法等3种二维钙钛矿材料的制备方法,分析了各种方法的优缺点,并对其未来的发展进行了展望。指出二维钙钛矿材料的研究需要重点关注以下两个方面：1）开发一种简单可行的大规模生产大尺寸、高质量、环境友好以及高稳定性的二维钙钛矿材料的制备方法仍然是该领域研究的重点,3种制备方法中气相法是非常有可能实现大规模生产大尺寸、高质量二维钙钛矿材料的有效途径,但是急需解决的问题是降低设备成本以及通过改进工艺条件来提高二维钙钛矿材料的生长速度;2）二维钙钛矿材料在太阳能电池、光电探测器、LED等光电器件领域已经表现出很好的应用前景,但是光电器件的工作原理以及如何精确调控材料形貌与发光性能等这些基础研究仍然需要更深入的探...     

无监督学习探索高介电常数的ABO3型钙钛矿材料

机器学习已成为新材料研发的重要变革性手段,但材料数据样本量少、噪音高等特点为数据驱动的研发模式带来巨大挑战。本工作将无监督学习应用于挖掘高介电常数的钙钛矿材料。针对标签数据少的问题,通过聚类学习的方法不断优化迭代来缩小搜索空间,最终筛选出了BaHfO₃和BiFeO₃等20种具有高介电常数潜力的钙钛矿材料,并通过降维分析等手段从元素种类、晶体结构和容忍因子等方面展开规律分析,挖掘钙钛矿材料结构与介电常数之间的关联。该方法为解决材料性能数据标签的缺失提供了一种思路,可应用于筛选和挖掘其他新型功能材料。     

基于全无机卤化双钙钛矿材料的光电器件研究进展

全无机卤化双钙钛矿是一类具备优异光电特性和稳定性的环境友好型非铅材料。因其在太阳能电池、光电探测器和发光二极管中具有巨大的应用潜力,受到国内外研究人员的青睐。本综述主要围绕全无机卤化双钙钛矿的结构特点和光电特性展开研究,重点对全无机卤化双钙钛矿的制备方法和应用方向进行归纳。最后,进一步总结了全无机卤化双钙钛矿材料目前的科学瓶颈及解决方案,期望对全无机卤化双钙钛矿的材料性能提升和光电器件应用提供有价值的参考。     

无机空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池中的应用

钙钛矿太阳能电池具有光电转换效率高、结构简单、成本低廉、有大规模商业化应用潜力等优势,是近年来光伏领域的研究热点。空穴传输材料具有传输空穴和阻挡电子的双重作用,是影响钙钛矿太阳能电池光电性能的重要因素。本文介绍了空穴传输材料的作用方式和主要类别,总结了无机空穴传输材料的种类、特点及在钙钛矿太阳能电池中的应用,并分析了其对太阳能电池光电性能的影响。     

黑卟啉无掺杂空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池上的应用

制备高空穴迁移率的空穴传输材料对钙钛矿太阳能电池的商业化应用具有重要意义.合成了一种热稳定性好、对可见光谱全吸收的黑卟啉分子5,10,15,20-四[3,5-二(叔丁基)苯基]-β,β'-四萘醌[6,7-g]锌卟啉(T1),通过UV-Vis、循环伏安、SEM、TGA考察了T1的光物理性质、电化学、热稳定性能及成膜性.结...     

空穴传输材料在钙钛矿太阳能电池中的应用

近年来,钙钛矿太阳能电池(PSCs)作为一种新兴高效率光伏电池得到了飞速的发展。作为PSCs中的重要组成部分之一,空穴传输层(HTL)起到促进空穴传输和阻挡电子迁移的作用,同时也影响着器件的光电性能、稳定性和生产成本。因此,寻找成本低廉、空穴迁移率高的空穴传输材料就显得尤为重要。本文将空穴传输材料划分为有机和无机材料两大类,综述了其在钙钛矿太阳能电池中的应用,并重点介绍了基于这些空穴传输材料的电池的光伏性能。     

钙钛矿太阳能电池中D-A-D型空穴传输材料的研究进展

钙钛矿太阳能电池(Perovskite Solar Cells, PSCs)作为一种新型太阳能电池,由于其短时间内快速提升的光电转换效率而获得了全世界范围内的广泛关注。空穴传输材料(Hole Transporting Materials, HTM)是钙钛矿太阳能电池的重要组成部分,因此,设计开发经济、高效、稳定的HTM对PSCs的发展具有重要意义。本文综述了2009年以来线型给体-受体-给体(Donor-Acceptor-Donor, D-A-D)结构有机小分子空穴传输材料在PSCs中的应用,详细介绍了各空穴传输材料分子结构对PSCs的光电转换效率和器件稳定性等性能的影响。在此基础上,对未来线型D-A-D型空穴传输材料的发展进行了展望。     

钙钛矿太阳能电池中D-A-D型空穴传输材料的研究进展

钙钛矿太阳能电池(PSCs)由于具有快速提升的光电转换效率、制备成本低、可溶液加工等优点而获得了广泛关注.空穴传输材料(HTM)负责空穴抽取和防止电荷复合,可提高PSCs的效率和稳定性,是PSCs中的重要组成部分.线型给体-受体-给体(D-A-D)结构的有机小分子空穴传输材料的结构简单,合成难度低.另外,吸电子单元的引...     

基于荧光强度比钙钛矿温敏材料的合成及表征

钙钛矿是指一类陶瓷氧化物,其分子通式为ABO₃。钙钛矿材料特殊的结构,在温敏材料方面具有潜在的应用前景,在近些年来得到了越来越多的关注。在钙钛矿材料中,所掺杂的铋Bi离子根据自身价态和基质的不同可以显示为不同的光色;所掺杂的铕Eu离子发光性质与基质的结构密切相关。不同基质的晶体场影响Bi离子和Eu离子的发光性能,丰富了发光特性。本文通过高温固相法合成钙钛矿结构类型化合物,并利用其发光机制作为测定温度的一种方法。     

材料领域知识嵌入的机器学习

数据驱动的机器学习因其能够快速拟合历史数据中的潜在模式并实现材料性能的精准预测,已被广泛应用于材料性能优化和新材料设计.然而,由于缺乏描述符间关联关系、材料性能驱动机制等材料领域知识的指导,数据驱动的机器学习在实际应用中常常出现与材料基础理论认知或原理不一致的结果.本工作通过分析材料数据的特点和数据驱动的机器学习建模原...     

机器学习在热电材料领域中的应用

热电材料是环境友好型能源转换材料,涉及的体系十分多样。其性能优化是一个多参数协调的复杂问题,一直是研究者们关注的热点。虽然热电的计算模拟方法和实验方法发展迅速,但是热电材料的搜索效率仍需要进一步提高。机器学习具有计算成本低和预测速度高的优势,可以快速缩小搜索空间,加快对热电材料结构和性能优化的研究。本综述从数据类型的角度出发,介绍了热电材料中的小样本数值数据(数据量约为102),大样本数值数据(数据量大于104)及图片数据中机器学习的应用和研究进展,进一步详细地讨论了在不同的数据类型中研究热电材料的结构和性能所使用的不同的机器学习算法模型,并对其未来的发展趋势和应用方向进行了展望。     

钙钛矿太阳能电池研究进展

钙钛矿太阳能电池(PSCs)近几年迅速发展,截至目前,其能量转换效率已经超过23%,这可能使光伏产业发生革命性的变化。基于最新的研究进展,介绍了钙钛矿太阳能电池的结构和工作机理,简要综述了空穴传输材料(HTM)在钙钛矿太阳能电池中的应用。最后,指出了钙钛矿太阳能电池目前存在的一些问题及未来的研究方向。     

聚合物光电功能材料的合成与器件探索

在本实验室以前工作的基础上 ,利用Wittig反应和Wittig Horner反应 ,合成了含有三苯胺单元的交替共聚物 ,它们具有良好的溶解性、成膜性和热稳定性 ,是一类具有较高效率的发绿光材料 .通过在聚合物中引入芴和联苯的结构以及在PPV单元上引入不同链长的侧基等 ,研究了聚合物的几何构型以及位阻等因素对材料性质的影响 .通过三元共聚研究了聚合物链中三苯胺含量对发光性能的影响 ,其中以三苯胺、PPV和二甲氧基PPV组成的三元共聚物在聚合物LED中得到了良好的电致发光性能 .通过将三苯胺与苯环上被对二氰基取代的PPV单元共聚 ,利用电子给…     

钙钛矿型中温固体氧化物燃料电池阴极材料

中温固体氧化物燃料电池(ITSOFC)的研制是固体氧化物燃料电池(SOFC)商业化的必然趋势，影响其发展的关键问题是阳极材料、阴极材料和电解质材料的研制。钙钛矿结构稀土复合氧化物材料是最有希望的中低温固体氧化物燃料电池阴极材料，本文对钙钛矿结构的稀土复合氧化物阴极材料的导电机理、合成方法以及近年来国内外研究较多的ABO、型阴极材料的相关研究作了较为详细的叙述，并提出了其发展方向。     

《有机光电材料和器件》课程建设探索

随着相关理论和技术的发展,有机光电材料与器件吸引了越来越多科学家们的关注,并在逐步改变人们的日常生活方式,所以对相关人才的需求也日益增长。《有机光电材料和器件》是一门理论与实践紧密结合的专业选修课程。针对有机光电材料领域的发展及我国对相关领域的人才需求,本文分析了课程建设的必要性,并对教学内容设计、教学手段及教学素材进行了初步的探索。     

富勒烯材料在钙钛矿太阳能电池中的应用

有机无机杂化钙钛矿太阳能电池自2009年出现以来,经过短短十余年的发展,光电转化效率已提升到24%以上,引起了广泛的关注。富勒烯材料具有较高电子迁移率、可调控的能级以及可低温成膜等特性,在钙钛矿太阳能电池中可以用于电子传输层、钙钛矿层添加剂、界面修饰层,甚至还能够在空穴传输层中发挥作用。这些应用不仅提高了电池的光电转化效率和稳定性,还能有效降低电池的磁滞效应。本综述就富勒烯材料在钙钛矿太阳能电池各组成部分的应用进行了详细的介绍,并总结了通过修饰富勒烯分子结构提高电池性能的基本规律,这些结果对推动富勒烯材料在钙钛矿太阳能电池领域的应用有重要意义。     

黑卟啉空穴传输材料在无掺杂钙钛矿太阳能电池上的应用

无掺杂空穴传输材料是实现钙钛矿太阳能电池(PSCs)实用化的关键问题。本论文合成了具有高的热稳定性、对可见光谱全吸收性质的黑卟啉分子,5,10,15,20-四[3,5-二(叔丁基)苯基]-β,β''-四萘醌[6,7-g]锌卟啉(T1),研究了光物理、电化学性能和成膜性。T1最高占据分子轨道(HOMO)能级与spiro-OMeTAD相近,能够很好地与钙钛矿材料MAPbI3相匹配。制备了以T1分子为空穴传输层的PSCs,器件的能量转换效率(PCE)达到13.43%,优于相同条件下的基于spiro-OMeTAD的器件(11.63%)。     

钙钛矿材料的结构、性能及催化研究进展

概述钙钛矿材料的结构特点及其非计量特性、吸附性能、酸碱性能、热稳定性能、氧化-还原性能等优异特性.基于钙钛矿材料特殊的结构特点和良好的材料性能,介绍了其在光催化、氧化催化、水气变换、高级醇合成及甲醇制备等方面的应用情况.     

钙钛矿型中低温固体氧化物燃料电池阴极材料研究进展

中低温固体氧化物燃料电池(IL TSOFC)的研制是固体氧化物燃料电池商业化的必然趋势,阴极材料的研制是影响其发展的关键问题之一.锈钛矿结构稀土复合氧化物材料是很有希望的中低温固体氧化物燃料电池阴极材料,文章综述了近年来ABO3型钙钛矿阴极材料的研究情况,并提出了其发展方向.