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我室非铅钙钛矿发光动力学机理研究取得新进展
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我室非铅钙钛矿发光动力学机理研究取得新进展
www.sklmr.dicp.ac.cn    发布时间:2017-08-18    栏目类别:新闻动态

      近日,我室复杂分子体系反应动力学研究组(1101组)韩克利研究员团队在非铅钙钛矿发光动力学机理研究中取得新进展。该团队首次合成出非铅钙钛矿Cs3Bi2Br9纳米晶,并揭示其发光动力学机理:表面缺陷态是限制其发光效率的重要因素。相关研究成果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201704739)上。

      近年来,含铅钙钛矿APbX3(A=Cs,CH3NH3,X=Cl,Br,I)被广泛应用于太阳能电池、发光二极管(LED)、纳米激光器、以及光探测器等方向。虽然含铅钙钛矿具有众多优势,但是铅对环境和人体有害,而且含铅钙钛矿在空气中很容易分解,不利于大规模商业化应用。因此寻找毒性低且稳定性好的钙钛矿很有必要。

      该研究团队采用溶液法一步合成了含Bi的钙钛矿(Cs3Bi2Br9)纳米晶。通过研究其时间分辨发光光谱,以及飞秒瞬态吸收光谱,发现晶体表面的缺陷态是限制其发光效率的重要因素,选取合适的表面活性剂(例如油酸)可以抑制其表面缺陷态,并且发光效率可提升二十多倍。此外,该材料在空气中具有较好的稳定性,可以在湿润环境下存放超过1个月。这些性质表明含Bi钙钛矿具有很好的应用潜力。

      在此之前,该团队已在有机—无机杂化钙钛矿(ACS Appl. Mater. Interfaces 2016, 8, 19587-19592;ACS Appl. Mater. Interfaces 2017, 9, 14827-14832)以及全无机钙钛矿(J. Phys. Chem. Lett. 2017, 8, 2316-2321)发光动力学机理研究方面取得过一系列的研究成果。(文/图 杨斌)


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