厉害了！中山大学！半个月内连发Nature Nanotechnol、Science！

上个星期，中山大学物理学院王雪华、刘进教授研究团队提出、设计并制备出一种将单个量子点嵌入角向光栅微环谐振腔中的集成量子光源结构，实现了目前国际上最亮的芯片式触发轨道角动量单光子源，研究成果发表在Nature Nanotechnology上（DOI: 10.1038/s41565-020-00827-7）。近日，中山大学物理学院李俊韬教授与澳大利亚国立大学的Kylie R. Catchpole、Thomas P. White合作，在Science上发表重要研究成果，本文接下来将对这一成果进行介绍。

第一作者：Jun Peng，Daniel Walter

通讯作者：Juntao Li，Kylie R. Catchpole，Thomas P. White

通讯单位：The Australian National University，Sun Yat-sen University

DOI: 10.1126/science.abb8687

目前高效PSCs面临两大主要挑战：

1、在不妨碍电荷提取的情况下，减少界面复合以实现最大化Voc和FF。

2、在更大的PSCs面积上保持高效率特别是高FF。

1 、 作者利用纳米级图案化的TiO2纳米棒阵列取代常用的介孔TiO2（meso-TiO2）电子传输层（ETL）提出了一种制备PSCs的新的电子传输层（ ETL ） 。

2、通过超薄的聚合物钝化层可以有效的钝化产生纳米级图案化的ETL-钙钛矿界面，从而在获得高Voc的同时保持优异的电荷提取和界面传输性能，实现了低串联电阻和高FF。

3、在1 cm2大面积PSCs上，获得了高达21.6%的认证功率转换效率（PCE），FF更是高达0.839。在Voc=1.240 V，FF=0.845的条件下，~0.165 cm2小面积PSCs的PCE可达~23.17%。

4、该工作z明了ETL-钙钛矿界面上ETL形态、界面钝化和电荷传输之间的重要相互作用。

图1. 已有记录的PSCs的认证性能

图2. 纳米结构的TiO2 ETL和用于纳米图案化的可控PSCs光伏参数的统计分布

要点：

1、作者通过结合纳米图案化的ETL和无掺杂剂的混合空穴传输层（HTL），该结构通过钝化界面可修饰钝化层的空间分布，从而提供有效的钝化和出色的电荷提取。作者制备获得了1cm2的大面积PSCs，其认证PCE达21.6％，FF高达0.839。

2、这种纳米级图案化结构可与使用纳米压印技术的商业规模制造兼容，自组装ETL纳米结构的某种形式也可能提供足够不规则的表面，以通过钝化层形成局部接触。

图3. 理论模拟结果

要点：

1、作者使用三维（3D）数值模拟研究和解释了纳米结构界面的性能，精确地再现了FF增强和观察到的纳米级几何图案的实验趋势。

2、模拟和实验分析发现，这种纳米界面为暴露的纳米棒面积分数和暴露的ETL-钙钛矿界面上复合活性缺陷的密度设定了合理的界限。

3、TiO2纳米棒未完全涂覆PMMA：PCBM（聚甲基丙烯酸甲酯：苯基-C61-丁酸甲酯）钝化材料，局部裸露的低电阻接触区域直接类似于高效硅太阳能电池中的局部接触结构。

图4. 1 cm2钙钛矿电池的器件性能和长期稳定性测试

要点：

1、作者发现无离子掺杂的混合空穴传输层（HTL）提供了与掺杂替代物类似的电池性能。

2、作者在85 和85%相对湿度条件下暴露1000 h后，包含新ETL和HTL组合的封装电池仍然保持了>90%的初始效率。

原文链接：

https://science.sciencemag.org/content/371/6527/390

李俊韬

李俊韬，现为中山大学物理学院教授，主要利用电子束直写设备，从事半导体平板微纳结构中的光场调控研究，研究方向包括：单晶硅超表面结构（Nano Letters (2018)，Laser &Photonics Reviews (2018)，ACS Photonics (2017)ESI高引）用于超薄太阳电池的准随机陷光微纳结构（Nature Communications (2013)）近红外硅基激光器（Laser &Photonics Reviews (2018)）高亮度单光子光源及微纳结构中的量子调控低损耗硅慢光光子晶体波导（Optics Express (2008) ESI高引）及其应用（Nature Communications (2018)，Phys. Rev. Lett (2014)等。

DALI是“Digital

Addressable Lighting Interface 数字可寻址照明接口”的首字母的缩写。

DALI是一个专门为照明控制系统而制定的数据传输的协议，它定义了照明电器（各类灯具的驱动电路）与系统设备控制器（如照明控制器、感应器等）之间的数字通信方式。

DALI 支持“开放式系统”的概念，以保证不同制造商生产的DALI设备能相互兼容。DALI目前已成为IEC62386系列国际标准，对应的国家标准GB/T 30104.xxx-2013已于2014年正式实施。  

2015年11月，经过DALI国际标准组织的培训和审核，中山大学（古镇）半导体照明技术研究中心成为全球仅有3个的DALI标准兼容性测试实验室之一（在亚太地区唯一），为日后DALI技术在国内及亚太地区的推广提供了有利的基础。      

1991年，锐高（Tridonic）公司推出了世界第一款数字调光技术DSI接口（Digital   Serial interface）技术，而DALI是在DSI接口（Digital Serial interface）技术的基础上发展起来的可调光数字技术。

1994年，DALI得到了国际主要芯片、灯具、镇流器制造商OSRAM、PHILIPS、TRIDONIC等的支持，并于列入IEC60929《电子镇流器性能要求》标准。保证不同的制造厂生产的DALI设备能全部兼容

1999年，Philips公司对DALI协议做了进一步的完善工作，并在德国汉诺威国际灯展上推出了基于DALI的系列产品。

2001年，成立世界DALI协会，负责DALI技术的推广及应用。.

2009年，DALI独立成为IEC62386系列标准，目前已知共分类为17项标准，其中部分标准仍在完善中。

目前，在欧洲DALI作为一个开放性标准已经被各镇流器大厂商所采用。DALI照明控制系统可以和智能楼宇控制系统的标准总线实现无缝连接，是技术成熟，为业界广泛采用的照明控制技术。

2005年毕业于香港科技大学物理系，获理学博士学位。

2005年至2006年在香港科技大学做博士后研究。

2006年获聘中山大学副教授。

2007-2009年间在香港大学物理系任访问学者。

2010年8月获聘为中科院深圳先进技术研究院研究员。

春雷博士，2011年入选中科院“百人计划”。2005年毕业于香港科技大学物理系，获理学博士学位，并获香港“青年科学家奖”。2005年至2006年在香港科技大学做博士后研究。2006年获聘中山大学副教授，2007-2009年间在香港大学物理系任访问学者。2010年8月获聘为中科院深圳先进技术研究院研究员。主要从事化合物半导体的材料生长、器件制作以及光电特性的研究。研究兴趣包括半导体材料的MBE和MOCVD外延生长，半导体发光动力学和载流子输运过程，半导体中缺陷的表征和指认，半导体发光器件和光探测器件，半导体自旋电子学和自旋动力学等。在Phys. Rev. Lett、Phys. Rev. B以及 Appl. Phys. Lett.等国际杂志上发表了40多篇学术论文,论文总引用次数约1600多次。主持国家自然科学基金二项 。

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