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新论文解读 | 阴极发光映射被用于观察卤化物分离的无甲基铵宽带隙过氧化物

波茨坦大学、柏林亥姆霍兹中心和洛桑联邦理工学院的研究人员最近在ACS能源快报上发表了一篇名为 "Nano-emitting Heterostructures Violate Optical Reciprocity and Enable Efficient Photoluminescence in Halide-Segregated Methylammonium-Free Wide Bandgap Perovskites (纳米发光异质结构违反光学互易性并使卤化物-无甲基铵宽带隙过氧化物的高效光致发光) "的新论文。

 

金属卤化物过氧化物是很有科研前景的材料,可以应用于光电子领域(高效单结、多结太阳能电池和LED)。除了其特殊的光电特性外,这些材料的光带隙可以通过成分工程进行调整。然而,之前的研究发现了一些该材料的缺陷,如照明下的内在不稳定性和光诱导的偏析。

在这项工作中,作者利用先进的显微镜技术研究了无甲基铵宽带隙过氧化物中的卤化物偏析。研究证实,相分离和电荷漏斗是实现高光致发光量子产率(PLQY)(高达25%)的关键,并表明这可能为实现更高效的过氧化物基发光器件提供了一条途径。

特别是,作者利用光致发光量子产率(PLQY)的测量,结合扫描电子显微镜(SEM)和阴极发光(CL)映射来量化光诱导的卤化物偏析对宏观和微观光致发光特性的影响。SEM和CL映射图显示,增加Br含量加速了相分离过程,并显著提高了光致发光量子产率,最高可达25%。作者还证明了,这种新的发射来自于位于表面和晶界的一些小区域。

作者的结论是,嵌入在宽带隙基体中的纳米发射低能域的形成使低能量下的光发射具有更高的光致发光量子产率,否则在具有相同名义上带隙的非分离过氧化物中是无法实现的。他们的研究还表明,载流子漏斗的高效率与低能量光子的弱再吸收相结合,可以实现高发射效率,它有可能被用作热稳定的高效颜色转换装置、LED或激光器。

上方图片:(a, b) 顶面CL强度图; (c) 同一样品的高倍率CL强度图; (d) SEM图像和CL强度图的叠加; (e) 我们对CL强度的视频记录的不同时间帧。

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Jingyue Liu