新载纳米材料的新方法，以创造更好的太阳能电池和LED

时间：2022-06-05 18:25:06 来源：

具有有机分子的钙钛矿材料的示意图，可以增加其电子性质。

UCLA材料科学家及其同事发现，一类可用于低成本，高性能太阳能电池和LED的有希望材料的佩罗夫斯基特具有以前的未利用的分子组分，可以进一步调整佩洛夫斯的电子性质。

以俄罗斯矿物学师Lev Perovski命名，钙钛矿材料具有像陶瓷的无机分子的晶格结构，以及贯穿整个晶体的有机分子。到目前为止，这些有机分子似乎只为结构函数提供服务，无法直接促进佩洛夫的电子性能。

由UCLA领导，一项新的研究表明，当有机分子设计得当时，它们不仅可以保持晶格结构，而且还有助于材料的电子特性。这次发现开辟了改善将导致更好的太阳能电池和LED的材料设计的新可能性。该研究详细说明了该研究的研究最近在科学中公布。

“这就像找到一只可以发挥新技巧的老狗，”杨阳，卡罗尔和劳伦斯·艾兰····························研究该研究的主要调查员。“在材料科学中，我们一直朝着材料的原子结构看，以实现有效的性能。我们的博士后和研究生并没有将任何东西视为理所当然，挖掘更深地找到一个新的途径。“

为了使钙钛矿更好，研究人员掺入了专门设计的有机分子，含芘的有机铵。在其外部，带正电荷的铵分子连接到芘分子 - 一种四重碳原子环。这种分子设计提供了佩洛夫斯基斯的额外电子可调性。

“Perovskites的独特属性是它们具有高性能无机半导体的优势，以及聚合物的简单和低成本的可加工性，”材料科学与工程的UCLA博士后学者瑞王说。“这种新增强的佩罗夫斯库特材料现在为改进设计概念提供了更好的效率的机会。”

为了证明佩洛夫斯基术的额外有效性，该团队用材料制造了光伏（PV）细胞原型，然后在连续光下测试了2,000小时。新的细胞继续将光线转换为其原始效率的85％。这与由相同材料制成的光伏电池形成鲜明对比，但没有添加的改变的有机分子，其仅保留了其原始效率的60％。

参考：“通过缀合的有机阳离子重新配置光伏蠕动阶段”的荆京薛，瑞王，陈辰，卡格朗瑶，小云金，k王，莹王黄，天翼黄，耀zh，雅思翟，东萌，肖云谭，刘刘，赵奎王，陈惠朱，杏仁，马修C.胡子，延发燕和杨阳，2月5日2021年，Science.doi：
10.1126 / science.abd4860

关于该研究的其他联合主导作者是UCLA的材料科学博士学位学者Jingjing Xue;与科罗拉多州的美国能源全国可再生能源实验室（NREL）陈辰陈。另一个相应的作者包括Matthew Beard，NREL的高级研究员和其用于能量的混合有机无机半导体中心的中心;托莱多大学物理学和天文学教授延发燕。

其他作者来自UCLA; NREL;托莱多大学;扬州大学，中国;苏中科大学，中国;澳大利亚蒙纳士大学;和劳伦斯伯克利国家实验室。

该研究由美国能源部资助。

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