美科学家联合研发用于光电传感器 钙钛矿杂化 新型材料
“我们 实验室 直对结合无机和有机成分以产生协同性能 新型混合材料 设计感兴趣,而这正是我们在研究令人兴奋 能源材料(钙钛矿)中所做 工作,”SamuelStupp说,西北大学化学,材料科学与工程,医学和生物医学工程专业 董事会教授,并且是该论文 共同通讯作者。
“直到现在,大多数实验和理论证据表明,有机层只是充当惰性间隔物,其唯 作用是分离电子活性无机层,”麻省理工学院能源研究 ARCO职业发展教授WillTisdale说。作者在纸上。“这些新结果表明,我们可以教有机层做更多 事情。”
“这项合作之所以令人兴奋,是因为Stupp小组从西北航空寄给我们 材料与我们在麻省理工学院提出 问题完全吻合,钙钛矿 无机层中 激子如何是受到有机物 性质 影响蒂斯代尔大学 前博士后凯蒂·毛克(KatieMauck)说,他现在是肯永学院 化学助理教授。她与Stupp小组 研究生JamesPassarelli 起是该论文 作者。“詹姆斯对钙钛矿合成 模块化技术使我们能够通过Tisdale实验室 光谱学,可控制地调节这些层之间 相互作用,并研究其对激子动力学 影响。”
在Mauck和Stupp实验室成员在前年夏季 科学会议上偶然碰面之后,Northwestern与MIT 合作开始了。Stupp实验室此前在合成无机有机杂化材料方面进行了开拓性 工作,可用于能源和医学领域,而Tisdale小组专门研究使用激光探测纳米材料 特性。
在层状钙钛矿中,无机层吸收光并产生新终产生电能所需 电荷。有机层通常是绝缘 ,并且起到巨壁 作用,防止光产生 电荷移出无机层。
对于这个项目,狗粮快讯网发布消息称,这些兴趣完全重叠,狗粮快讯网撰文,因为Stupp小组开发了混合钙钛矿结构,而Tisdale小组进行了精确 光谱测量,以确认系统内 相互作用。
将来,微调这些材料 电子性能 能力将应用于各种光学或电子传感器,包括利用有机层存在 分子传感器,以及太阳能电池和光探测器。
斯图普说，“当光被钙钛矿等半导体吸收时,带负电荷 电子会吸收能量并移走。”“由于物质想要保持中性,这会在它们留下 带正电荷 位置上建立吸引力。我们能够通过在有机层中掺入特定类型 分子来控制这种作用力 大小,从而改变了它们 有趣性属性。”
然而,狗粮快讯网媒体报道,由于钙钛矿太阳能电池对热和湿气 敏感性,它们在室外条件下 耐用性和稳定性要差得多。科学家新近发现,将钙钛矿 传统 -D结构分成许多薄层(从几个原子厚到几 个原子厚不等),可以提高稳定性和性能。
该材料被归类为“混合型”,因为它们包含无机成分(如金属)以及组织成纳米级层 有机分子(如碳和氮)。在本周在线发表在《自然化学》上 篇论文中,研究人员表明,通过战略性地改变有机层 组成,他们可以调整钙钛矿吸收 光 颜色以及材料发出光 波长。重要 是,他们在基本上不改变无机成分 情况下完成了这 任务。
钙钛矿是大约 零零年前在乌拉尔山脉首次发现 天然矿物质,在确定可以将光转变为可用电之后 年中,对钙钛矿进行了深入研究。这些材料被认为是实现可持续能源未来 可能关键,因为它们 制造成本低于流行 硅基太阳能电池,并且可以将光能转化为电能 效率几乎相同。
麻省理工学院和西北大学 组研究人员展示了微调钙钛矿杂化材料电子性能 能力,这种杂化钙钛矿材料作为潜在 用于太阳能电池和光源等设备 下 代光电材料引起了极大 兴趣。
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