一、研究背景:
近年來,鉛基鈣鈦礦材料因其優異的光電性質,成為了光電研究領域的熱點材料,可應用于太陽能電池、發光二極管、光電探測器等。但是,相對毒性較低的錫基鈣鈦礦光電器件的性能還比較落后,主要是因為二價錫外圍5s2軌道孤對電子容易去局域化,從而產生致命的P型重摻雜,嚴重影響器件性能。如何能夠穩定住二價錫,制備高效的錫基鈣鈦礦光電器件一直是研究的難點問題。
二、文章簡介:
近日,東南大學集成電路學院青年教師盧海洲與吉林大學王寧教授、洛桑聯邦理工大學Michael Graetzel教授、上海大學楊緒勇教授等合作,通過強化學配位調控使得無鉛鈣鈦礦LED發光效率首次突破20%。相關研究成果發表在Nature上。盧海洲為文章共同通訊作者,東南大學集成電路學院為共同通訊單位。
三、結論與展望:
文章中介紹了一種三聚氰酸分子能夠穩定錫基鈣鈦礦,鈍化錫基鈣鈦礦中的缺陷。制備出的錫基鈣鈦礦LED表現了良好的光電性能,其最高發光效率媲美鉛基鈣鈦礦LED。分子動力學模擬計算進一步指出,互變異構的三聚氰酸分子可以在錫基鈣鈦礦表面產生強化學作用,產生電子局域效應,生成穩定的二聚體、三聚體超結構。該研究為進一步發展錫基鈣鈦礦提供了新的研究思路與策略。
Authors: Dongyuan Han, Jie Wang, Lorenzo Agosta, Ziang Zang, Bin Zhao, Lingmei Kong, Haizhou Lu*, Irea Mosquera-Lois, Virginia Carnevali, Jianchao Dong, Jianheng Zhou, Huiyu Ji, Lukas Pfeifer, Shaik M. Zakeeruddin, Yingguo Yang, Bo Wu, Ursula Rothlisberger, Xuyong Yang*, Michael Grätzel*, and Ning Wang*
Title: Tautomeric Mixture Coordination Enables Efficient Lead-Free Perovskite LEDs Polypyrrole/Tiron Anolyte Interphase
Published in: Nature, https://doi.org/10.1038/s41586-023-06514-6
(來源:東南大學新聞網)