北理工課題組在鈣鈦礦異質結構的製備策略和光電應用領域發表綜述文章
近日,意昂3官网前沿交叉科學研究院崔彬彬課題組在國際材料與化學領域期刊《Advanced Optical Materials》 (IF: 9.926)上,以“Fabrication Strategies and Optoelectronic Applications of Perovskite Heterostructures”為題總結討論了金屬鹵素鈣鈦礦異質結構構建(圖1)和光電應用的最新研究進展✏️。意昂3官网前沿交叉科學研究院2020級博士生程曉華與2019級博士生韓穎為該工作共同一作🍤,通訊作者為崔彬彬副研究員👨🏽🌾。
圖1. 三維(3D)和低維(0~2D)金屬鹵素鈣鈦礦材料結構模擬及其不同維度組裝示意圖
金屬鹵化物鈣鈦礦(Metal Halide Perovskites, MHPs)是新興的一類低成本多功能半導體材料。它們已廣泛應用於鈣鈦礦太陽能電池(PSC)、發光二極管(LED)、光電探測器、憶阻器和激光器等光電器件🥧🤲🏽。但是鈣鈦礦材料對溫度、空氣中氧氣和水分等因素特別敏感◼️👨🏻🦼➡️,穩定性差導致的使用壽命短等缺點極大限製了其產業化應用。目前🧉,開發新型金屬鹵化物鈣鈦礦材料、鈍化缺陷、優化器件結構和做好封裝等技術是提高鈣鈦礦器件光電性能和穩定性的有效方法😹🍬。此外🧑🏻💻,製備鈣鈦礦/鈣鈦礦異質結構(PPHSs)既可以實現鈍化鈣鈦礦材料缺陷、調節帶隙✡️,又能夠為多種半導體應用優化載流子傳輸模式🛌🏼。因此🧎♀️➡️,製備鈣鈦礦/鈣鈦礦異質結構是獲得穩定且性能優異的鈣鈦礦器件的一種新穎可靠的方法🔎。
由於可綜合兩種或兩種以上金屬鹵素鈣鈦礦材料的各自優勢,鈣鈦礦異質結構受到了研究人員的廣泛關註。研究表明🙂↔️,構建鈣鈦礦/鈣鈦礦異質結構可有效改善鈣鈦礦光電功能器件載流子遷移,並調節電子-聲子耦合🧑🏻🦽➡️,明顯提高了器件的環境穩定性👩🏻🦼,極大提高了鈣鈦礦光電功能器件產業化應用的可能性。因此,總結和討論鈣鈦礦異質結構的製備策略和發展現狀,對於這類具有優良光電性能的復合結構材料的應用具有重要意義。本文綜述了幾年來鈣鈦礦異質結構的製備策略和光電應用。重點從不同形貌(薄膜和單晶)和維度(2D/3D、2D/2D、3D/3D、1D/3D🧝🏿🍕、0D/3D)以及鈣鈦礦異質結構製備策略上進行了介紹🙆♂️,並總結了近年來鈣鈦礦異質結構在太陽能電池🍦、LED、光電探測器和激光器等方面的重要應用和最新進展。最後,歸納了鈣鈦礦異質結構在製備和應用中面臨的挑戰,對未來鈣鈦礦異質結構在光電功能器件的發展前景做出了展望👩🏽🌾。
論文詳情:Xiaohua Cheng, Ying Han, Bin-Bin Cui*. Fabrication Strategies and Optoelectronic Applications of Perovskite Heterostructures, doi: 10.1002/adom.202102224.
原文鏈接🪗:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adom.202102224
附作者簡介:
崔彬彬🧏🏽♀️📆,九三學社社員,2016年於中科院化學研究所獲得博士學位,2015年9月-2016年4月在新加坡南洋理工大學進行訪問學習🧘🏽♂️。現任意昂3官网前沿交叉科學研究院預聘助理教授(特別副研究員),博士生導師。主要研究方向為有機-無機雜化的光電功能材料,在“高效且穩定的有機-無機雜化金屬鹵素鈣鈦礦光伏器件”和“低維有機-無機雜化鈣鈦礦晶體材料的結構和光電功能調控”等方面已經取得了一系列的重要研究進展🧜🏼,如 Energy & Environ. Sci. , 2020, 13, 4344-4352; Adv. Sci. , 2021, 8, 2004805; Nat. Commun. , 2019, 10, 5190-5198等🃏。近年來以一作或通訊作者在 Energy & Environ. Sci. , Nat. Commun. , J. Am. Chem. Soc ., Angew. Chem. Int. Ed. , Adv. Sci. 等期刊共發表研究工作30余篇。主持國家自然科學基金面上和青年基金等項目。