封校不停學,攜手在雲端—材料科學專家學者在線系列講座(十九)
報告題目:鈣钛礦材料的缺陷鈍化及其高效光電器件的構建
報告人:魏展畫
主持人(邀請人):張曉宇
報告時間:2022年4月21日15:00
線上會議ID:騰訊會議353-505-201
主辦單位:汽車材料教育部重點實驗室,伟德bv1946
報告摘要:金屬鹵化物鈣钛礦是近年來興起的具有諸多優異光電性質的半導體材料,主要優點有可溶液法制備、材料成本低、缺陷容忍度高、量子效率高等,在LED和太陽能電池等領域顯現出巨大的研究和應用價值。
在鈣钛礦LED應用方面,傳統工藝方法制備得到的鈣钛礦薄膜質量較差,體現為孔洞多、晶體無序堆積和非輻射複合缺陷多等。因此之前報道的器件外量子效率都遠遠低于OLED和QLED。2018年,我們通過控制鈣钛礦組分結晶的順序得到了CsPbBr3-CH3NH3Br準核殼結構發光層,鈍化缺陷的同時平衡了載流子的注入,首次将器件外量子效率提升到20%1;2021年,我們通過引入三(4-氟苯基)氧化膦添加劑鈍化缺陷并控制調控鈣钛礦的結晶生長速度,得到了維度均一的鈣钛礦發光薄膜,經過器件優化,得到了超過25%的外量子效率2。此外,我們在晶粒取向調控、相組成調控3、器件結構優化和非鉛鈣钛礦發光層4等方面也開展了一些研究工作。
在鈣钛礦太陽能電池應用方面,我們圍繞高純FAPbI3鈣钛礦吸光層5、功能化富勒烯衍生物的制備及其在鈣钛礦太陽能電池中的應用和鈣钛礦/矽疊層電池等開展了一些研究工作。近期,我們通過在前驅液中引入鈣钛礦型穩定劑,得到了高純、低Br摻雜的FAPbI3鈣钛礦吸光層,結合界面工程優化,将光電轉換效率提升至25%,器件展現出超過1000小時的持續光照工況穩定性。
關鍵詞:鈣钛礦、發光二極管、太陽能電池、缺陷鈍化
參考文獻:
[1]Lin, K.; Xing, J.; Quan, L. N.; de Arquer, F. P. G.; Gong, X.; Lu, J.; Xie, L.; Zhao, W.; Zhang, D.; Yan, C.; Li, W.; Liu, X.; Lu, Y.; Kirman, J.; Sargent, E. H.*; Xiong, Q.*; Wei, Z.*, Perovskite light-emitting diodes with external quantum efficiency exceeding 20 percent. Nature 2018, 562 (7726), 245-248.
[2]Ma, D.; Lin, K.; Dong, Y.; Choubisa, H.; Proppe, A. H.; Wu, D.; Wang, Y.-K.; Chen, B.; Li, P.; Fan, J. Z.; Yuan, F.; Johnston, A.; Liu, Y.; Kang, Y.; Lu, Z.-H.; Wei, Z.*; Sargent, E. H.*, Distribution control enables efficient reduced-dimensional perovskite LEDs. Nature 2021, 599 (7886), 594-598.
[3]Lin, K.; Yan, C.; Sabatini, R. P.; Feng, W.; Lu, J.; Liu, K.; Ma, D.; Shen, Y.; Zhao, Y.; Li, M.; Tian, C.; Xie, L.; Sargent, E. H. *; Wei, Z. *, Dual‐Phase Regulation for High‐Efficiency Perovskite Light‐Emitting Diodes. Advanced Functional Materials 2022, 2200350.
[4]Lu, J.; Guan, X.; Li, Y.; Lin, K.; Feng, W.; Zhao, Y.; Yan, C.; Li, M.; Shen, Y.; Qin, X.; Wei, Z.*, Dendritic CsSnI3 for Efficient and Flexible Near-Infrared Perovskite Light-Emitting Diodes. Adv. Mater. 2021, 33 (44), 2104414.
Xie, L.; Lin, K.; Lu, J.; Feng, W.; Song, P.; Yan, C.; Liu, K.; Shen,L.; Tian, C.; Wei, Z.*, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 20537.
報告人簡介:魏展畫,國家級青年人才,華僑大學發光材料與信息顯示研究院、伟德bv1946教授,博士生導師,發光材料與信息顯示研究院院長,科學技術研究處副處長(兼)。
2011年7月畢業于廈門大學化學系,取得學士學位;2015年8月畢業于香港科技大學化學系,取得博士學位,導師為楊世和教授;2015年9月至2016年4月間在新加坡南洋理工大學數理學院從事博士後研究,導師為熊啟華教授。2016年5月加入華僑大學伟德bv1946,課題組的主要研究方向是能源光電材料與器件,特别是鈣钛礦電緻發光器件和鈣钛礦太陽能電池,已在Nature、Journal of the American Chemical Society和Advanced Materials等高水平期刊上發表研究論文50餘篇。近年來入選了一些國家青年人才獎勵計劃,獲評國務院特殊津貼專家。