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杨阳/鄢炎发等最新Science!

obaica 研之成理 2022-10-24
第一作者:Jingjing Xue, Rui Wang,Xihan Chen
通讯作者:Matthew C. Beard, Yanfa Yan, Yang Yang
通讯单位:美国国家可再生能源实验室,托莱多大学,加州大学洛杉矶分校


通常,金属卤化物钙钛矿ABX3(A,通常为单价有机阳离子;B为二价阳离子;X为卤化物阴离子)的能带边缘主要由B位和X位的轨道构成。因此,调节ABX3的电子性能主要通过变化无机BX骨架的结构和化学组份来实现,而A位阳离子被认为仅有助于稳定晶格,而不能直接贡献带边电子态 (请看下图)。

Appl. Phys. Lett. 104, 063903 (2014)


通过构建3D corner-sharing、1D face-sharing、1D edge-sharing等模型,2018年,Hong等人从理论上报道在低维结构中(<3D),A-site有机分子是有可能贡献到带边

J. Mater. Chem. C, 2018, 6, 7671-7676


2021年2月5日,加州大学洛杉矶分校Yang Yang教授课题组联合托莱多大学Yanfa Yan以及美国国家可再生能源实验室Matthew C. Beard等人报告了A位π-共轭阳离子能扩展带边电子态,并影响钙钛矿前线轨道。他们通过理论结合实验揭示带有π共轭的A-位阳离子能适当调整无机骨架层之间的嵌入距离,并贡献到带边电子态同时影响载流子动力学。与参照钙钛矿相比,A位ethylammonium pyrene 提高了空穴迁移率,改善了光电转换效率,并增加了器件稳定性。


图1:实验和理论揭示π-共轭的A位阳离子能贡献到带边电子态


图2:理论和实验揭示π-共轭的A位阳离子与钙钛矿骨架之间的相互作用


图3:GIWAXS 等表征是揭示π-共轭的A位阳离子的构型


图4:表征钙钛矿器件性能和载流子动力学


原文链接:

https://science.sciencemag.org/content/371/6529/636


作者简介

杨阳

杨阳教授,UCLA材料科学与工程学院的卡罗尔和劳伦斯•Tannas Jr.讲座教授,主要研究方向是太阳能及高效能电子器件,已在Science, Nature, Nature Materials, Nature Communication, Nature Photonics, Nature Nanotechnology, Science Advance, Angewandte Chemie International Edition, Journal of American Chemical Society, Energy and Environmental Science, Physical Review Letters等国际著名刊物发表三百余篇论著, 获得二十多项授权专利,论文引用接近10万次。在有机光伏(OPV), 可溶液加工石墨烯和CIGS/CZTS/perovskite太阳能电池等领域做出了杰出的贡献。


杨阳课题组主页:

http://yylab.seas.ucla.edu/


鄢炎发

鄢炎发教授,现为美国托莱多大学讲席教授,当前研究课题主要包括:新兴和未来一代的新能源材料、器件结构和应用(太阳能电池、燃料电池、可充电式蓄电池、超级电容器等);理论计算设计能源材料;先进电子显微技术于能源领域的应用。鄢炎发教授曾获得一系列国家和国际奖项,包括1995年日本学术振兴会的博士后研究奖,2001年获得美国能源部的青年科技者奖,2007年获得美国可再生能源实验室杰出研究的主任奖, 2011年获得被誉为科技界的奥斯卡的“研究与发展100”奖,同年推选为美国物理学会会士,2018年获得托莱多大学杰出研究学者奖等等。鄢炎发教授目前已经发表600余篇国际期刊文章,被邀请撰写6篇综述文章,近期被邀请作大会邀请报告30余次。近三年在Science, Nature, Nature Energy, Nature Communication, Energy &Environmental Science,Advanced Materials, Journal of the AmericanChemical Society,Physical Review Letters,等国际顶级期刊发表多篇论文,H影响因子高达70,文章引用次数达到17900多次。


鄢炎发课题组主页:

http://astro1.panet.utoledo.edu/~yyan/


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