镧系氧化物光子晶体自组装与自发辐射调制

光子晶体是介电常数(折射率)随光波长大小周期性巨大变化的人工晶体。光子晶体的诞生使人类操控光子由梦想成为现实。光子晶体结构对置于光子晶体中的荧光客体自发辐射速率和荧光强度具有重要的调制作用。与半导体晶格对电子波函数的调制相类似,光子带隙材料能够调制具有相应波长的电磁波——当电磁波在光子带隙材料中传播时,由于存在布拉格散射而受到调制,电磁波能量形成能带结构。能带与能带之间出现带隙,即光子带隙。所具能量处在光子带隙内的光子,不能进入该晶体。本文将在综述这一领域国际上的重要研究进展基础上,重点介绍本课题组在镧系氧化物三维晶体的自组装与光子带隙对稀土离子自发辐射调制方面的研究成果。     

动态热风辅助再结晶策略改善CsPbI2Br钙钛矿在大气环境下的结晶及其光电性能

CsPbI₂Br薄膜在大气环境下制备存在覆盖率低、结晶质量差和结构稳定性差等问题.本文提出了一种动态热风辅助再结晶策略(dynamic hot-air assisted recrystallization,DHR),在相对湿度大于(50%(>60%RH).的大气环境下,制备出高覆盖率、(100)择优取向、大尺寸晶粒、结构稳定、光电性能好的CsPbI₂Br薄膜.这是由于动态热风过程能够有效提高薄膜的覆盖率和获得(100)择优取向的结晶,但晶粒尺寸会显著减小(R_ave=0.32μm)并伴随着大量的晶界形成,从而加剧载流子的非辐射复合(τ_ave=99 ns);而通过再结晶过程,可进一步提高(100)择优取向的结晶和显著增大晶粒尺寸(R_ave=2.63μm),从而提高薄膜的光致发光强度和荧光寿命(τ_ave=118 ns).由DHR策略制备的未封装CsPbI₂Br太阳能电池具备高光电转换效率(power conversion effici...     

复合圆柱管撞击吸能特性实验研究

本文研究了外部缠有玻璃纤维增强环氧的金属圆柱管（简称为“复合管”）在轴向撞击载荷下的能量吸收特性。总结了复合管撞击渐进破坏压缩历程的瞬时速度、位移、载荷等的变化规律。从破坏模式、压缩速率（与准静态实验比较）、金属材料的性能、复合材料层的厚度、纤维的缠绕角这几个角度研究了复合管的吸能性能的影响因素。     

Theoretical analysis of the influence of flexoelectric effect on the defect site in nematic inversion walls

Based on the experimental phenomena of flexoelectric response at defect sites in nematic inversion walls conducted by Kumar et al., we gave the theoretical analysis using the Frank elastic theory. When a direct-current electric field normal to the plane of the substrate is applied to the parallel aligned nematic liquid crystal cell with weak anchoring, the rotation of ± 1 defects in the narrow inversion walls can be exhibited. The free energy of liquid crystal molecules around the +1 and-1 defect sites in the nematic inversion walls under the electric field was formulated and the electric-field-driven structural changes at the defect site characterized by polar and azimuthal angles of the local director were simulated. The results reveal that the deviation of azimuthal angle induced by flexoelectric effect are consistent with the switching of extinction brushes at the +1 and-1 defects obtained in the experiment conducted by Kumar et al.     

钙钛矿发光-光电器件中的光谱调控

尽管钙钛矿材料在发光与光电器件等领域的研究发展迅速,但依然面临着如何突破极限效率、提高稳定性以及拓展新的应用空间等关键问题.近年来,本文作者围绕如何拓展钙钛矿材料与器件的光谱响应范围这一主题,在稀土掺杂、有机异质结杂化等方面进行了独特的探索,并取得了一些标识性的成果.作者近期接受了Light人物专访,本文是在此基础上整...     

高温MEMS剪应力传感器残余应力分析

采用理论分析与数值模拟相结合的方法,研究了残余应力对静电反馈式MEMS高温剪应力传感器的结构设计的影响.研究表明:在电极宽度和间距不变的情况下,增加电极数和减小电极长度可有效地减小由静电力引起的应力和变形;残余应力对结构应力和变形的影响远大于静电力.     

轻质金属点阵夹层板热屈曲临界温度分析

本文针对均匀温度场下四边简支和四边固支金属点阵夹层板的临界热屈曲温度进行了求解和参数影响分析。将点阵夹芯等效为均匀连续体,并且将夹层板的剪切刚度近似为点阵夹芯的抗剪切刚度,忽略夹芯的抗弯刚度且认为夹层板主要由面板来提供抗弯刚度。对于无法获得解析解的四边固支条件,通过对未知变量进行双傅里叶展开的方法求解了Ressiner夹层板模型的临界屈曲温度,理论分析结果与有限元计算结果吻合良好。进一步分析了不同边界条件、点阵胞元构型、点阵材料相对密度、面板厚度等对临界屈曲温度的影响规律。     

赝卤素阴离子工程在钙钛矿太阳能电池中的应用研究进展

金属卤化物钙钛矿太阳能电池已经能够实现25.7%的认证光电转化效率,接近于晶硅太阳能电池26.7%的最高认证效率。众所周知,ABX3钙钛矿材料的晶体结构组分工程在实现高效和稳定的器件方面发挥着关键作用,尤其是近几年受到研究人员广泛关注的X位卤素阴离子组分工程。最近,研究人员在引入赝卤素阴离子作为钙钛矿晶体的掺杂组分、前驱体添加剂、薄膜后处理材料、电荷传输材料、界面钝化剂以及改性剂等方面开展了多项研究工作,结果证明赝卤素离子修饰是提高器件效率和稳定性的重要策略。本综述详细对比和总结了目前可用于钙钛矿太阳能电池的多种类型的赝卤素离子,并对其影响钙钛矿晶体薄膜形貌、光电特性、载流子迁移特性和器件光伏特性及稳定性等方面的深入机理和作用本质进行了深入总结。同时,本文还对目前尚未被探索开发的赝卤素离子进行了展望和分析,以期在未来研究中能有效促进钙钛矿太阳能电池光伏特性的提升。     

柔性钙钛矿太阳能电池中电极材料和电荷传输材料的研究进展

近年来,钙钛矿材料因具有良好的光电性能和电荷传输特性,被认为是太阳能电池的后起之秀。可通过低成本印刷制备的柔性钙钛矿太阳能电池(F-PSCs)具有轻便、可弯曲的优点,在便携式可穿戴电子和光伏建筑等领域应用前景广阔。通过对钙钛矿光吸收层、电荷传输层、基底和电极材料的优化,F-PSCs的效率已经超过20%。制备工艺的快速发展为F-PSCs的应用打下了坚实的基础。本文着重介绍F-PSCs中的透明导电底电极材料、电子传输材料、空穴传输材料和对电极材料的最新研究进展及其对F-PSCs光电性能和稳定性的影响,并对超薄钙钛矿光吸收层的优化进行了综述和总结。最后,对F-PSCs的大规模生产和封装技术进行了介绍。