化合物半导体薄膜 钙钛矿是半导体吗

化合物半导体薄膜 钙钛矿是半导体

飞秒检测发现钙钛矿型太阳能电池（perovskite solar cells），是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，即是将染料敏化太阳能电池中的染料作了相应的替换。在这种钙钛矿结构（，图1）中，A一般为甲胺基，和也有报道；B多为金属Pb原子，金属Sn也有少量报道；X为Cl、Br、I等卤素单原子或混合原子。目前在高效钙钛矿型太阳能电池中，最常见的钙钛矿材料是碘化铅甲胺（），它的带隙约为1.5 eV。

在接受太阳光照射时，钙钛矿层首先吸收光子产生电子-空穴对。由于钙钛矿材激子束缚能的差异，这些载流子或者成为自由载流子，或者形成激子。而且，因为这些钙钛矿材料往往具有较低的载流子复合几率和较高的载流子迁移率，所以载流子的扩散距离和寿命较长。例如，的载流子扩散长度至少为100nm，而的扩散长度甚至大于。这就是钙钛矿太阳能电池优异性能的来源。

导读

背景

钙钛矿是引起全世界科学家兴趣的一大类半导体材料。它们独特的晶体结构，使它们具有卓越的光学以及电子特性，并且制造起来既简单又便宜。

虽然大部分进展都是在研究太阳能电池中使用钙钛矿所取得的，但是它们也非常适合制造LED。

近年来，钙钛矿LED的效率显著提升，而且不久将达到竞争技术的效率。然而，它们并不是特别稳定，这意味着目前无法投入实际应用。

创新

近日，瑞典林雪平大学的研究人员与英国、中国以及捷克共和国的同事们合作开发出一款既高效又长期稳定运行的钙钛矿发光二极管。研究成果发表在《自然通信（Nature Communications）》期刊上。

林雪平大学生物分子与有机电子部门的负责人 Feng Gao 教授表示：“钙钛矿基发光二极管对于实际应用来说还不足够稳定，但是我们已经让它们向着这个目标迈进了一步。”

技术

林雪平大学生物分子与有机电子部门的研究员、与 Feng Gao 同为这篇论文主要作者的 Xiao-Ke LiU 表示：“还有许多工作要做。目前，大部分的钙钛矿LED要么效率低，要么器件稳定性差。”

许多科研小组都试图摆脱这一困境，然而却没有取得显著的成功。近日，瑞典林雪平大学的研究人员与英国、中国和捷克共和国的同事们找到了一条前进的道路。他们采用了一种由铅、碘和有机物甲脒组成的钙钛矿，然后将这种钙钛矿嵌入到一种有机分子基体中，形成一种复合薄膜。

生物分子与有机电子部门的博士生 Heyong Wang 表示：“这种分子的末端含有两个氨基，帮助其他物质形成一种优质的晶体结构，这就是钙钛矿的特征，使晶体稳定。”

这种新型复合薄膜使得研究小组能够开发出效率达17.3%的LED，半衰期很长，大约100小时。

这种含有铅和卤素（在这个案例中是碘）的钙钛矿，具有最佳的发光特性。

Feng Gao 表示：“我们很想去掉铅。目前，我们还有找到一个很好的办法，但是我们正在努力。”

下一步就是测试不同的钙钛矿与有机分子的组合，并详细了解成核和结晶过程是如何发生的。不同的钙钛矿赋予光线不同的波长，这是实现白光LED这一长期目标的必要条件。

关键字

参考资料 ​

【1】Heyong Wang, Felix Utama Kosasih, Hongling Yu, Guanhaojie Zheng, Jiangbin Zhang, Galia Pozina, Yang Liu, Chunxiong Bao, Zhangjun Hu, Xianjie Liu, Libor Kobera, Sabina Abbrent, Jiri Brus, Yizheng Jin, Mats Fahlman, Richard H. Friend, Caterina Ducati, Xiao-Ke Liu, Feng Gao. Perovskite-molecule composite thin films for efficient and stable light-emitting diodes . Nature Communications, 202011 (1) DOI: 10.1038/s41467-020-14747-6

【2】https://liu.se/en/news-item/ett-steg-narmare-en-stabil-lysdiod-i-perovskit

引言：中科院大化所无机钙钛矿电池性能怎么样？现在随着科技的进步，很多大学里的学院也是研究很多产品，为了人民更好的生活。这也是科技研究的力量，只有更高的科技产品以及新研究的东西，才能够提供给人们更便捷的生活，中科院大化所无机钙钛矿电池性能怎么样？很多人都对这种电池的知识并不是很充裕。其实这个电池就是利用半导体材料提供更高的电能和可持续性能。

一、太阳能电池

现在太阳能电池也是很多专家都在研究的，那么中科院大化所也开始研究起了太阳能电池。且取得了比较有进展的成果，在相关的杂志上发布。这个电池的功能就是提供给更加简洁的电能，并且有更高的效益。很多科学家甚至是大学里面都是研究有利于人们生活的事情，所以这也是大学存在的理由。大学的作用并不单单只是为了培养学生，更多的是聚集更高的人才一起来攻克难关。

二、与专业的科学家一起研究

这个科目不仅是学生在着手，更多的也有专业的科学家一起来研究这个钙钛矿电池。并且在钙钛矿电池取得了进步，而且也发表在先进材料上了，为什么钙钛矿电池会受到广泛的关注，也是因为会影响到电器的稳定性。如果将这个电池研究出来，那么可以更好的提高电池的效率，也能够投入商业的应用中，也就是提高人们的生活质量。

三、国家对科技的看重

中国是一个看重人才和和看重科技的国家，而且中国现在科技也是在逐渐的发展。越来越多的高校里面都是有国家的实验室的，就是为了有更好的思路，让学生的创造力一起推动中国科技的进步。也希望更多的人投入到科学中关注科学，能够让中国的科技再上一层楼。

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