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二维钙钛矿的宽带发射引起了人们对单组分白光二极管的兴趣。二维钙钛矿(PEA)2PbBr2Cl2和(C6H18N2O2)PbBr4具有软晶格特性,因而能产生很强的光声耦合作用,使得受激产生的电子–空穴对(激子)很容易引起晶格畸变从而被晶格捕获,形成自陷激子(self-trapping excitons,STEs),发射出全光谱白光。研究表明:这2种材料的半高全宽可以达到232nm和194nm;斯托克斯位移分别为182nm和198nm;荧光寿命为9.812ns和13.465ns。它们在CIE色度图上坐标分别为(0.36,0.40)和(0.40,0.44),显色指数(color rendering indexes,CRI)为86.93和82.23。基于这2种钙钛矿,结合商用的紫外LED,制成的复合型LED色温在5000 K左右,为设计单组分白光二极管提供了新的思路和方法。 ...
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近年来,卤化铅钙钛矿由于其光电性能优异,在光伏电池、光电传感器、发光二极管等领域展现了广泛应用,成为了材料领域的研究热点。稀土掺杂被证实可以调节钙钛矿多晶薄膜和纳米晶的半导体光电性能,但稀土离子掺杂单晶报道较少。这里,我们利用逆温结晶法合成了稀土镥离子掺杂甲胺氯化铅钙钛矿单晶。粉末X射线衍射证明镥离子掺杂甲胺氯化铅钙钛矿单晶高的结晶度,稀土掺杂导致衍射峰向高角度偏移了0.02度。X射线光电子能谱结果表明稀土Lu离子掺杂后,观察到来自Lu元素的谱峰,Pb2+4f的峰值向低能量方向移动,说明稀土镥离子进入到了晶格。通过紫外可见漫反射光谱以及X射线光电子能谱表征其带隙宽度、导带底和价带顶,表明稀土Lu掺杂可以调节甲胺氯化铅钙钛矿单晶的半导体能带。 ...
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两步沉积法中胺盐的传统溶剂异丙醇会对锡基钙钛矿产生严重破坏,因此探索其他溶剂制备锡基钙钛矿非常重要。利用4-甲基-2-戊醇取代异丙醇充当胺盐的溶剂,并在胺盐中添加苯乙基溴化胺(PEABr),通过两步沉积法制备了锡基钙钛矿薄膜及全溶液工艺太阳能电池。实验结果表明,相比于异丙醇,使用4-甲基-2-戊醇作为胺盐溶剂,可降低对锡基钙钛矿的破坏作用,促进锡基钙钛矿结晶成膜,原因可能是该溶剂分子的烷基部分可以增加对羟基的空间位阻。但未添加PEABr时,制备的FASnI3薄膜存在许多针孔,器件光电转换效率(PCE)仅为0.24%;在添加摩尔占比为0.3(n(PEABr)/n(FAI+PEABr)=0.3)的PEABr时,制备的锡基钙钛矿薄膜针孔减少,致密度提高,表面形貌得到改善。利用全溶液工艺制备的基于该薄膜的太阳能电池PCE达到4.15%。该研究有助于促进两步沉积法制备锡基钙钛矿薄膜及其光伏器件的进一步发展。 ...
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析氧反应(OER)被认为是电解水的关键限制步骤,已被广泛作为清洁能源方式用于解决能源和环境问题。钙钛矿氧化物(ABO3)具有可调的电子结构、高灵活性的元素组成,能在OER中表现出良好的催化活性。然而,钙钛矿氧化物的合成通常需要经历长时间的高温,极易导致金属的聚集和影响材料的本征活性。气相微波技术可以显著缩短热处理时间,从而减少相关的碳排放。这项技术不仅解决了对碳中性过程日益增长的需求,而且还增加了对合成的控制,以避免产品的不良团聚。本文采用微波热冲法快速制备了二维(2D)多孔La0.2Sr0.8CoO3钙钛矿。伴随微波过程的快速熵增可以有效地暴露La0.2Sr0.8CoO3结构中丰富的活性位点。此外,高能微波冲击过程可以精准地将Sr2+引入到LaCoO3的晶格中,通过增加Co的氧化态来增加氧空位量。这种锶元素取代镧引入的氧空位能极大提高催化剂的本征催化活性。对于碱性电解液中的OER应用,制备的La0.2Sr0.8CoO3在10 m A·cm-2下展现出了360 m V的过电位,Tafel斜率为76.6 mV·dec-1。且在经历30000秒的长时间循环测试后仍能维持初始电流密度的97%。这项研究为高活性二维钙钛矿的合成提供了一种简便、快速的策略。 ...
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攀钢每年排放含TiO2(20%~25%)的高炉渣300万吨,大量的高炉渣占用土地、引起灰尘污染,形成危害。为解决攀钢含钛高炉渣的利用问题,本文采用“选择性析出”技术,即在高炉排出高炉渣后加入保温措施使炉渣缓慢冷却,将钛组分富集到钙钛矿相中,晶粒长大,进一步选矿分离,可得到含TiO235%~50%的精矿。进一步对得到的以钙钛矿为主的含钛精矿进行了硫酸酸解的实验研究。研究表明酸解精矿的最优条件是使用小于76μm的精矿、90%的H2SO4,精矿和硫酸质量比为1∶1.21,180℃温度反应4h,在该条件下钛元素酸解率达到94.62%。酸解动力学实验表明,在精矿酸解反应初始阶段(x=0~0.3),化学反应动力学为主要特征;中间阶段(x=0.5~0.7)为化学反应和内扩散混合控速;酸解反应进入后期(x>0.7)为内扩散控速步骤。 ...
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