Mn2+掺杂Cs3Cu2I5微晶的温和、快速溶液法合成

在铜基金属卤化物Cs₃Cu₂I₅中掺杂Mn²⁺是拓宽发光范围的重要途径,但是已报道的掺杂方法大多需要高温、惰性气氛、较长时间和专用设备等。本工作将CsI固体粉末直接投加至CuI和MnCl₂的氢碘酸溶液中,在较低温度(60℃)、空气条件下快速(3 min)合成Mn²⁺掺杂Cs₃Cu₂I₅微晶,并测试了其结构和发光性能。通过系列对比实验,提出一种由反应物溶解度控制的“缓释生长-掺杂”机制,证实CsI固体粉末在高浓度氢碘酸中的缓慢溶解能够降低Cs₃Cu₂I₅晶体的生长速率,为Mn²⁺的低温、可控掺杂提供有利的动力学条件。该方法为全无机金属卤化物体系的掺杂发光和掺杂动力学研究提供了新的思路。     

BiI3修饰Cs3Bi2I9自供能光电化学型探测器制备及其性能

在溶液法合成Cs₃Bi₂I₉前驱体溶液的基础上，采用添加BiI₃修饰Cs₃Bi₂I₉溶液的方法后得到Cs₃Bi₂I₉/BiI₃薄膜并制备出具有自供能特性的Cs₃Bi₂I₉/BiI₃薄膜光电化学型探测器。结果表明，添加的BiI₃以第二相形式存在于Cs₃Bi₂I₉薄膜中，形成两相混合结构。在紫外光(365nm)单色光照射下，Cs₃Bi₂I₉/BiI₃探测器的开关比达到3198，响应度和探测率分别为2.85×10^-3A/W和3.77×10¹⁰Jones...     

无机非铅钙钛矿Cs3Bi2I9的电子和光学性质

有机-无机卤化钙钛矿材料因具有优异的光电性质而被广泛应用于太阳电池中,然而材料及器件的稳定性及含铅问题却严重制约其生产发展.与杂化钙钛矿相比,无机非铅钙钛矿Cs₃Bi₂I₉因具有更强的稳定性和环境友好性受到人们的广泛关注.Cs₃Bi₂I₉具有单斜、三角和六方3种晶型,目前,对Cs₃Bi₂I₉的理论和实验研究主要集中在六方相.本文基于密度泛函理论的第一性原理对Cs₃Bi₂I₉单斜、三角和六方相的电子性质、载流子有效质量(m~*)、稳定性和光学性质进行了理论研究.结果表明,3种晶相具有相近的稳定性,三角相因具有较小的直接带隙(1.21 eV)性质成为最具研究潜力的对象.3种晶相的m~*均具有沿a,b方向相同和沿c方向不同的特点,三角相的电子有效质量最小、且沿a方向的电子有效质量小于c方向.相比单斜和六方相,三角相Cs_3<...     

Fe(NH2trz)3·(BF4)2掺杂聚芴的有机电致发光器件

对于RGB有机电致发光器件(OLEDs),蓝光非常重要.在现有各种蓝光材料中,聚芴(PFO)非常稳定且荧光量子效率可达80%,但它有一个非常大的缺点:电致发光会产生异常绿光带.这严重影响了PFO相关器件的饱和色纯度.本文使用分子基磁性材料Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂掺杂PFO方法,解决了这一难题.以ITO为衬底,制作了结构为ITO/PEDOT:PSS/PFO:Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂/CsCl/Al的器件.报道了利用Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂特殊的电子自旋态调制PFO的光电特性,实现了PFO的强烈纯正蓝光发射.详细研究了Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂对PFO光电特性的影响.在4 V至9 V电压的偏置下,没有Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂的器件,发出特别异常的绿光.然而,与此形成明显对照的是:Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂掺杂的器件发出强烈的本征蓝光;PFO绿色发光带被成功压制;随着电压的变化,器件光谱的蓝光部分在整个EL谱所占比例没有改变.运用光电磁一体化测量技术,进一步研究了PFO掺杂Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂器件的磁发光(MEL)和磁电导(MC)效应.发现PFO:Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂和纯PFO薄膜内都没有激基缔合物产生.运用发光动力学理论,分析了Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂阻断PFO异常绿光发射的机理.     

ZnSb掺杂的Ge2Sb2Te5薄膜的相变性能研究

本文采用双靶(ZnSb靶和Ge₂Sb₂Te₅靶)共溅射制备了系列ZnSb掺杂的Ge₂Sb₂Te₅(GST)薄膜. 利用X射线衍射、透射电子显微镜、原位等温/变温电阻测量、X射线光电子能谱等测试研究了薄膜样品的非晶形态、电学及原子成键特性. 利用等温原位电阻测试表明ZnSb掺杂的Ge₂Sb₂Te₅薄膜具有更高的结晶温度. 采用Arrhenius 公式计算发现ZnSb掺杂的Ge₂Sb₂Te₅薄膜的十年数据保持温度均高于传统的Ge₂Sb₂Te₅薄膜的88.9℃. 薄膜在200, 250, 300和350℃ 下退火后的X射线衍射图谱表明ZnSb的掺杂抑制了Ge₂Sb₂Te₅薄膜从fcc态到hex态的转变. 通过对薄膜的光电子能谱和透射电镜分析可知Zn, Sb, Te原子之间键进行重组, 形成Zn–Sb 和Zn–Te 键, 且构成非晶物质存在于晶体周围. 采用相变静态检测仪测试样品的相变行为发现ZnSb掺杂的Ge₂Sb₂Te₅薄膜具有更快的结晶速度. 特别是(ZnSb)_24.3(Ge₂Sb₂Te₅)_75.7薄膜, 其结晶温度达到250℃, 十年数据保持温度达到130.1℃, 并且在70 mW激光脉冲功率下晶化时间仅～64 ns, 远快于传统Ge₂Sb₂Te₅薄膜的晶化时间～280 ns. 以上结果表明(ZnSb)_24.3(Ge₂Sb₂Te₅)_75.7薄膜是一种热稳定性好且结晶速度快的相变存储材料.     

广色域钙钛矿量子点/荧光粉转换白光LED

报道了一种使用绿色CsPb（Br_0.75I_0.25）₃无机钙钛矿量子点（PeQDs）和红色K₂SiF₆：Mn⁴⁺（KSF）荧光粉作为荧光转换材料实现广色域白光LED的方法。合成了绿色CsPb（Br_0.75I_0.25）₃量子点,峰值波长为526 nm,半高宽度为27 nm,具有很好的单色性。采用蓝光LED芯片、红色KSF荧光粉和绿色CsPb（Br_0.75I_0.25）₃ PeQDs组合能够覆盖CIE 1931颜色空间中很广的色域,达到NTSC标准色域的107%。利用丝网印刷和紫外固化工艺制作了PeQDs薄膜、KSF薄膜和PeQDs-KSF混合薄膜,与蓝光LED芯片组合得到了3种不同封装形式的白光LED器件。研究了不同封装形式对器件光学特性的影响,KSF薄膜在外侧的样品光效最高,为102 lm/W,色温为7 100 K。     

混合反溶剂法制备CsCu2I3纳米晶薄膜及其发光器件应用

近年来，新兴的三元铜基卤化物(CsCu₂I₃)材料由于具有高荧光量子产率、环保无毒、环境稳定、成本低廉等诸多优点，在环保型发光二极管(LED)中的应用备受瞩目。然而，由于难以控制的结晶动力学，制备高质量的CsCu₂I₃发光层薄膜仍是一个巨大的挑战，这限制了LED器件性能的进一步提升。本文通过使用甲苯与甲醇混合溶剂作为反溶剂来增强反溶剂的钉扎效应，增加CsCu₂I₃晶体的成核密度，降低薄膜的晶粒尺寸，进而形成了光滑、致密的CsCu₂I₃纳米晶薄膜。此外，混合反溶剂策略可以有效增强辐射复合效率，显著提高CsCu₂I₃薄膜的发光性能，相比对照样品(只使用甲苯)，混合反溶剂法所制备薄膜的荧光量子产率(PLQY)增加了1.5倍，激子束缚能从～201.6 meV提高至～234.5 meV。最终，相比对照器件，基于混合反溶剂策略的CsCu₂I₃     

层状钙钛矿结构铁电薄膜SrBi2Ta2O9的掺杂改性研究

研究了Nb掺杂对层状钙钛矿结构铁电薄膜SrBi₂Ta₂O₉(SBT)的改性，分析了其改性机理.利用光声光谱技术对不同含量Nb掺杂SBT薄膜的可见光吸收进行了分析.结果表明掺杂SBT薄膜在580nm处的吸收带随Nb含量的增加发生红移，这暗示掺杂SBT薄膜的能隙与Nb含量有关.对掺杂SBT薄膜的铁电性质研究表明，薄膜的剩余极化值依赖于薄膜中的Nb含量，这与薄膜存在相界有关. 关键词：     

新型硒化锑薄膜太阳电池背接触优化

硒化锑(Sb₂Se₃)具有低毒、原材料丰富和光电性能优异等优点,被认为是最具有发展潜力的薄膜太阳电池光吸收层材料之一.但目前Sb₂Se₃薄膜太阳电池光电转换效率与碲化镉、铜铟镓硒和钙钛矿等太阳电池相比仍存在较大差距.限制Sb₂Se₃薄膜太阳电池光电转换效率进一步提升的关键因素之一是,太阳电池结构中Mo背电极和Sb₂Se₃薄膜构建的背接触界面处容易形成较高的势垒,降低载流子的抽取效率.本工作则对Mo背电极进行热处理生成缓冲层MoO₂薄膜,发现缓冲层MoO₂的引入,可有效地促进Sb₂Se₃薄膜的择优取向生长,同时实现太阳电池Mo/MoO2/Sb₂Se₃背接触势垒降低,相应的填充因子、开路电压和短路电流密度均获得显著提高,构建的太阳电池光电转换效率从5.04%提升至7.05%.     

SO2-4/BO3-3掺杂对NaGd(MoO4)2∶Eu3+荧光粉发光性能影响的研究

采用柠檬酸钠为表面活性剂的水热法制备了NaGd(MoO₄)₂∶xEu3+(x=10%, 20%, 30%, 40%)和NaGd(MoO₄)₂∶7%Eu3+, ySO2-₄/BO3-₃荧光粉,对所制备样品的晶相、形貌、发光性质进行了表征。XRD分析表明NaGd(MoO₄)₂∶xEu3+和NaGd(MoO₄)₂∶7%Eu3+, ySO2-₄/BO3-₃荧光粉均为四方相的白钨矿结构;红外光谱测试发现有SO2-₄/BO3-₃的特征吸收峰,这表明SO2-₄/BO3-₃被成功掺入基质;荧光光谱测试说明,在NaGd(MoO₄)₂基质中Eu3+掺杂量为30%时发光最强;通过研究NaGd(MoO₄)₂∶7%Eu3+, ySO2-₄/BO3-₃荧光粉的发射光谱,发现适量的SO2-₄/BO3-₃掺杂会使Eu3+的特征发射增强,且掺杂10%SO2-₄或10%BO3-₃后可以减少3%左右的Eu3+掺杂,起到了节约稀土掺杂量的作用。     

钙钛矿型稀土锰氧化合物Nd0.5Sr0.4Pb0.1Mn1-x FexO3中Mn位的Fe替代效应

对Nd_0.5Sr_0.4Pb_0.1Mn_1-xFe_x O₃系列多晶样品的结构，磁和转变特性进行了实验研究.在x=0.00—0.10的范围内获得了单相样品，Fe³⁺的替代并没有引起整个系列的结构变化，然而Mn位的掺杂却强烈地抑制了Nd _0.5Sr_0.4Pb_0.1MnO₃的铁 关键词： 磁结构 磁性 P')" href="#">磁转变温度T_P 双交换作用     

Eu2+在Ba2Ca(BO3)2中的发光特性及浓度猝灭

采用高温固相法,以CaCO₃ (A.R)、BaCO₃ (A.R)、H₃BO₃ (A.R)和Eu₂O₃ (99.99%)为原料制备了Ba₂Ca(BO₃)₂∶Eu²⁺绿色发光材料,测量了材料的晶体结构、发光特性及色坐标等。Ba₂Ca(BO₃)₂∶Eu²⁺材料的激发光谱覆盖200~500 nm的紫外-可见光区。在400 nm近紫外光激发下,材料的发射光谱为一主峰位于537 nm的非对称宽谱,对应于Eu²⁺的4f⁶5d¹→4f⁷特征跃迁。研究发现,随Eu²⁺掺杂浓度的增大,Ba₂Ca-(BO₃)₂∶Eu²⁺材料的发射强度呈现先增大、后减小的变化趋势,最大发射强度对应的Eu²⁺掺杂摩尔分数为2%。造成发射强度下降的原因为浓度猝灭,其机理为电偶极-电偶极相互作用。依据晶格常数及实验光谱数据,得出临界距离R_c分别为2.64 nm和2.11 nm。随Eu²⁺掺杂浓度的增大,Ba₂Ca(BO₃)₂∶Eu²⁺材料的色坐标变化微小。计算得到Ba₂Ca(BO₃)₂∶2%Eu²⁺的转换效率约为72%。     

Cs掺杂FAPbBr3薄膜变温光学特性及光伏器件设计

甲脒(FA)基钙钛矿比甲胺(MA)基钙钛矿具有更高的内在稳定性，而无机Cs离子掺杂可以进一步提高钙钛矿的湿度、热和结构稳定性。通过一步反溶剂法制备了Cs掺杂的FA_1-x Cs_xPb Br₃ (x=0,0.05,0.10,0.15)钙钛矿薄膜，采用椭圆偏振光谱研究了材料的复介电函数并以此进行外量子效率(EQE)模拟。EQE模拟结果显示掺杂比例为0.05时，钙钛矿薄膜具有最高的功率转换效率(PCE)，可达23.47%。进一步对FA_0.95Cs_0.05Pb Br₃进行变温椭偏分析，发现：随着温度升高，材料带隙增大，在393 K左右，从变温复介电函数的二阶导谱中可观察到相变现象，钙钛矿材料由正交相转变为四方相。对基于FA_0.95Cs_0.05Pb Br₃的太阳能电池进行变温EQE模拟，结果表明：温度对器件的最高PCE影响不大，其效率可以稳定在23.47%左右，但是高温会导致器件近红外区的外量子效率降低...     

镧掺杂BaSnO3薄膜的电学和光学特性

利用射频磁控溅射法在(LaAlO₃)_0.3(SrAl_0.5Ta_0.5O₃)_0.7 (001)单晶基底上生长了镧掺杂BaSnO₃外延薄膜. 通过Hall效应和热电势测量证实了镧掺杂BaSnO₃薄膜具有n型简并半导体特征, 并且基于载流子浓度和Seebeck系数计算出电子的有效质量为0.31m₀ (m₀为自由电子质量). 镧掺杂BaSnO₃薄膜在可见波段具有良好的透明性(透过率大于73%). 基于介电模型对薄膜的透过率曲线进行拟合, 从拟合结果中不仅得到了薄膜的厚度为781.2 nm, 能带宽度为3.43 eV、 带尾宽度为0.27 eV和复光学介电常数随波长的变化规律, 而且也强力地支持了基于电学参数计算电子有效质量的正确性.     

Ag掺杂的La0.67Pb0.33MnO3薄膜中激光感生热电电压效应

采用脉冲激光沉积法在倾斜LaAlO₃衬底上制备了Ag掺杂的La_0.67Pb_0.33MnO₃(LPMO)系列薄膜，发现该类薄膜中有激光感生热电电压(LITV)效应.随着掺Ag量x(x为Ag的质量与LPMO的质量之比)从0.00增加到0.10，LPMO薄膜中的LITV信号的响应时间先递减后递增，但始终小于未掺Ag的薄膜，掺Ag量x=0.06时响应时间最小.研究发现LPMO薄膜存在一个最佳厚度，在这一厚度下可使得LITV信号 关键词： 3薄膜')" href="#">LaPbMnO₃薄膜 激光感生热电电压 各向异性Seebeck系数 响应时间     

O2掺杂对SiCOH低k薄膜结构与电学性能的影响

以十甲基环五硅氧烷(D5)和氧气(O₂)作为反应气体，采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积(ECR-CVD)方法制备了k＝2.62的SiCOH薄膜.研究了O₂掺杂对薄膜结构与电学性能的影响.结果表明，采用O₂掺杂可以在保持较低介电常数的前提下极大地降低薄膜的漏电流，提高薄膜的绝缘性能，这与薄膜中Si-O立体鼠笼、Si-OH结构含量的提高有关. 关键词： SiCOH薄膜 2掺杂')" href="#">O₂掺杂 介电性能 键结构     

染料敏化太阳电池中TiO2颗粒界面接触对电子输运影响的研究

采用溶胶-凝胶法制备TiO₂浆料,通过丝网印刷技术印刷和不同温度曲线烧结TiO₂薄膜,并应用于染料敏化太阳电池(DSC).高分辨透射电子显微镜发现,低温下多孔薄膜中TiO₂颗粒之间呈现点接触,510 ℃烧结后TiO₂颗粒间由点接触变为面接触,近邻颗粒数增多,接触面积增大.同时采用强度调制光电流谱(IMPS)和强度调制光电压谱(IMVS)技术,研究了不同颗粒接触方式和接触面积对电子传输与复合的影响.结果表明:在420- 510 ℃之间,随着烧结温度提高,颗粒接触面积增大,电子传输时间(τ _d)缩短,电子有效扩散长度(L _n)增大,暗电流减小;当烧结温度达到550 ℃时,薄膜比表面积减小,多孔结构坍塌,表面态密度增大,电子传输时间(τ _d)增大.电池光伏特性研究表明:在480-510 ℃范围内烧结得到的TiO₂薄膜,电池短路电流密度(J_sc)最佳,电池效率(η)最好. 关键词： 界面接触 电子输运 暗电流 染料敏化太阳电池     

多步旋涂过程中CsPbBr3无机钙钛矿成膜机理

在无机钙钛矿太阳能电池的研究中,薄膜制备工艺是影响钙钛矿太阳能电池光电转换效率(PCE)的重要因素之一. CsPbBr₃钙钛矿作为稳定性极好的无机钙钛矿之一,因其前驱体盐(PbBr₂, CsBr)溶解度差异过大,通常采用多步法进行制备.而由于对成膜机理的认识不充分,导致制备的薄膜存在薄膜形貌差、前驱体反应不完全等问题.本文通过旋涂不同次数的CsBr溶液,探究了CsPbBr₃钙钛矿的成膜机理.成膜过程中CsBr扩散进入预先沉积的PbBr₂薄膜完成反应,短暂反应时间使薄膜深层反应不充分而薄膜表面过度反应,CsPb₂Br₅和Cs₄PbBr₆等相伴随CsPbBr₃钙钛矿出现,反复退火形成的薄膜阻挡CsBr扩散加剧了这一现象.适当地延长前驱体的反应时间,能为CsBr扩散及反应提供更充分的空间.基于优化反应时间, CsPbBr₃钙钛矿薄膜形貌得到改善、其晶粒尺寸得到提升,钙钛矿薄膜...     

采用PEABr添加剂获得高效且稳定的碳基CsPbBr3太阳能电池

全无机CsPbBr₃钙钛矿材料因其本征稳定性好、成本低廉从而在光伏领域展现出巨大的应用潜力,但目前CsPbBr₃太阳能电池的光电转换效率仍远低于其他体系的钙钛矿太阳能电池.本文以无空穴传输层结构的碳基CsPbBr₃全无机钙钛矿电池作为研究对象,以多步旋涂法为基础,通过在PbBr₂(DMF)溶液中添加2-苯乙胺溴盐(PEABr)来调控CsPbBr₃薄膜的结晶质量,降低薄膜缺陷态密度,钝化晶粒间界,并对其中的关键工艺参数包括CsBr的用量(旋涂次数)、旋涂PbBr₂薄膜时的衬底预热温度以及退火温度进行了优化.最终在大气环境下获得了兼具稳定和高效的无空穴传输层结构的碳基CsPbBr₃太阳能电池,器件的光电转换效率达到8.25%,并在无封装条件下保存1500 h仍可保持90%以上的效率,对于进一步拓展CsPbBr₃钙钛矿电池的优化设计思路具有重要意义.     

Ti掺杂对α″-Fe16N2相稳定性的影响

研究了掺杂Ti对α″-Fe₁₆N₂相稳定性的影响，发现适量Ti掺杂有利于α″-Fe₁₆N₂相的形成．理论分析表明，掺杂适量Ti元素后含Ti的α″-(Fe,Ti)₁₆N₂相的生成焓降低，使α″相的稳定性提高，也使α″相更易制备．Ti浓度为3—15at％的(FeTi)-N薄膜具有高饱和磁化强度，μ₀M_s=2.3—2.5T． 关键词：