发光材料前沿每周精选丨0722-0728

纳米人

2019-08-01

1. 天津理工&南洋理工Sci. Adv.：通过压力诱导的各向异性变形调控二维钙钛矿晶体中的有效光发射

有机卤化物钙钛矿的混合性质和软晶格使其结构变化和光学性质易受外部驱动力如温度和压力的影响，与传统半导体显着不同。天津理工大学Shishuai Sun和南洋理工大学熊启华以及Chee Kwan Gan等人研究了典型的二维钙钛矿晶体，苯乙胺铅碘化物(PEA₂PbI₄)的压力诱导光学响应。在3.5 GPa内的中等压力下，其光致发光连续红移，在可见光谱中显示出超高达320 meV的超大能量可调范围，量子产率几乎保持不变。理论计算表明，在静水压力下发生面外准单轴压缩，而能量被长链配体内苯环的可逆和弹性倾斜吸收。这种各向异性的结构变形通过阻挡高度降低有效地将量子限制效应调节250 meV。在相对较低的压力范围内的宽可调性将光电应用扩展到新的范例。

Liu, S., Sun, S. et al. Manipulating efficient light emission in two-dimensional perovskite crystals by pressure-induced anisotropic deformation. Sci. Adv. 5, eaav9445, 2019

Doi:10.1126/sciadv.aav9445 (2019).

https://advances.sciencemag.org/content/5/7/eaav9445

2. ACS Nano：用于医疗诊断、农业和电信的光纤耦合发光聚光器

一般来说，发光聚光器(LCs)主要用于收集阳光并将其转化为电能，但是目前其在众多其他领域也有很突出的应用前景。美国UbiQD公司Nikolay S. Makarov团队通过将基于CuInSe_xS2-x/ZnS量子点的高性能LCs耦合到具有从可见光到近红外光谱发射的光纤中，制备了一种可用于医学诊断、农业和电信领域的一种低成本小型设备，并对各种设计考虑因素和性能进行了讨论和总结说明。研究结果表明，这些新型设备有望对空间通信系统、医疗诊断和温室作物的产量的提供许多重要的帮助。

Nikolay S. Makarov. et al. Fiber-Coupled Luminescent Concentrators for Medical Diagnostics, Agriculture, and Telecommunications. ACS Nano. 2019

DOI: 10.1021/acsnano.9b03335

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.9b03335

3. 杨阳AM：13％!小分子“电荷驱动器”助力高性能钙钛矿量子点太阳能电池

由于卤素钙钛矿胶体量子点（CQD）具有优于常规硫属化物CQD的光电性质，已成为CQD光伏器件的有希望的候选者。然而，由于量子限制导致的低电荷分离效率仍然是高性能钙钛矿CQD光伏器件的关键障碍。常规CQD器件中采用的可用于增强载流子分离的策略，例如Ⅱ型核壳结构的设计和用于调节电子性质的表面改性因为难以调节表面配体和结构完整性，仍然不适用于钙钛矿CQD。近日，加州大学Yang Yang、Jin-Wook Lee研究团队利用共轭小分子为钙钛矿CQD太阳能电池中的有效电荷分离提供额外的驱动力。得到的钙钛矿CQD太阳能电池的开路电压为1.10 V，短路电流密度为15.4 mA cm^-2，填充系数为74.8％，功率转换效率接近13％，证明了该策略的巨大潜力。

Xue, J. Lee, J.-W. Yang, Y. et al. A Small-Molecule “Charge Driver” enables Perovskite Quantum Dot Solar Cells with Efficiency Approaching 13%. AM 2019.

DOI:10.1002/adma.201900111

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/adma.201900111

4. AMI：通过二胺界面改性提高钙钛矿发光二极管的性能

钙钛矿活性层和电荷传输层之间的界面工程已成为高效钙钛矿发光二极管（PeLED）的有效策略。近日，南京工业大学Yingdong Xia研究团队在ZnMgO电子传输层（ETL）的顶部引入路易斯碱二胺分子（2,2-（亚乙二氧基）双（乙基铵），EDBE）以改变PeLED的ZnMgO /钙钛矿界面。EDBE中具有两个氨基，一个氨基可与ZnMgO相互作用以调节钙钛矿膜的生长，从而改善电子注入并抑制电流泄漏。同时，另一氨基可以钝化多晶钙钛矿表面上的陷阱态，这将消除陷阱介导的非辐射复合。在EDBE改性后，外部量子效率（EQE）从9.15％增加到12.35％，实现了近红外PeLED性能的的增强。该研究结果表明，在ETL /钙钛矿界面上引入路易斯碱二胺分子是高性能PeLED的有前途的方法。

Tang, L. Xia, Y. et al. Enhanced Performance of Perovskite LightEmitting Diodes via Diamine Interface Modification. AMI 2019.

DOI:10.1021/acsami.9b11866

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsami.9b11866?rand=4wsovj3i

5. Nano Energy：10.4%效率，PbSe量子点太阳能电池最高值！

与PbS CQD相比，PbSe胶体量子点（CQD）具有有效的多激子产生（MEG）和更大的玻尔激子半径的优点，PbSe CQD可以在光电器件中实现优异的电荷载流子产生和传输。然而，PbSe CQD太阳能电池的效率通常远低于PbS电池的效率。新南威尔士大学Long Hu和Shujuan Huang团队结合配体交换和电荷传输层工程来优化PbSe CQD太阳能电池的性能。通过一步油墨法将PbSe CQD吸光层沉积在SnO₂上，其中超薄PCBM用作改性界面层。具有ITO/SnO₂/PCBM/PbSe-PbI₂/PbS-EDT/Au结构的电池实现了10.4％的效率，据我们所知，迄今为止报道的PbSe CQD太阳能电池的效率最高效率。

Hu, L. et al. Synergistic effect of electron transport layer and colloidal quantum dot solid enable PbSe quantum dot solar cell achieving over 10 % efficiency. Nano Energy 64, 103922, 2019

Doi:https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.103922 (2019).

https://www.sciencedirect.com/science/arti 2211285519306299

6. Adv. Sci.：具有高效红外/近红外发射的碳纳米点用于多光子激发上转换荧光

郑州大学单崇新教授团队和中科院大连化学物理研究所袁开军团队合作，采用原位无溶剂碳化法制备了具有红外/近红外(NIR)发射的碳纳米点(CNDs)，其光致发光(PL)量子产率(QY)为57%。实验利用CNDs作为红外/近红外荧光试剂，充分发挥其高PL和 QY及低生物毒性的特点，实现了单光子和双光子细胞成像。进一步研究表明，该CNDs在800-2000nm激发下具有多光子激发(MPE)上转换荧光的性能，其中包括三个近红外波段(NIR-I：650-950 nm; NIR-II：1100-1350和NIR-III：1600-1870 nm)。在不同波长光的激发下，CNDs可以实现2光子、3光子和4光子的激发荧光，并且在未来有望推动该CNDs在生物成像领域中的进一步应用。

Kai-Kai Liu, Kai-Jun Yuan, Chong-Xin Shan. et al. Effcient Red/Near-Infrared-Emissive Carbon Nanodots with Multiphoton Excited Upconversion Fluorescence. Advanced Science. 2019

DOI: 10.1002/advs.201900766

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.201900766

7. 洛桑联邦理工Angew：钙钛矿量子点提高有机太阳能电池的功率转换效率

 新型胶体卤化铅钙钛矿量子点（LHP QD）的简便合成，溶液加工性和出色的光电性能使其成为可扩展且廉价的光电应用（包括光伏（PV）器件）的理想选择。 近日，洛桑联邦理工学院 Kevin Sivula研究团队首次将CsPbI₃ QD整合到常规有机太阳能电池（OSC）中。 将负载量优化为3wt％，功率转换效率达到10.8％，比对照器件增加35％，并且是混合三元OSC中的记录。 对性能增强背后机制的详细研究表明，增加的光吸收不是一个因素，但增加受体相中的激子分离和减少重组是主要原因。

Guijarro, N. Sivula, K. et al. Lead Halide Perovskite Quantum Dots Enhance the Power Conversion Efficiency of Organic Solar Cells. Angew. 2019.

DOI:10.1002/anie.201906803

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/anie.201906803