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苯乙胺钝化钙钛矿埋底界面提高太阳能电池性能

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发光学报 2023年第9期44卷 1636-1643页

作者：张康杰闫伟博辛颢南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室&先进材料研究院江苏南京210023

采用有机小分子钝化钙钛矿下表面(埋底界面)可以有效抑制钙钛矿埋底界面缺陷形成,降低载流子复合几率。本工作通过预先沉积钝化分子苯乙胺(PEA)的方法来钝化钙钛矿埋底界面。钝化后的钙钛矿晶粒大小与表面形貌无明显变化,吸收边和发光... 详细信息

采用有机小分子钝化钙钛矿下表面(埋底界面)可以有效抑制钙钛矿埋底界面缺陷形成,降低载流子复合几率。本工作通过预先沉积钝化分子苯乙胺(PEA)的方法来钝化钙钛矿埋底界面。钝化后的钙钛矿晶粒大小与表面形貌无明显变化,吸收边和发光波长稍有红移,最高分子占据轨道能级略有提高。“Pb”元素结合能向高能级移动,而“N”元素结合能向低能级移动,并且钙钛矿中PbI2的残留量明显减少,表明钝化分子PEA通过“N”原子与钙钛矿下表面悬挂的“Pb”以及残留PbI2相互作用。基于PEA钝化的钙钛矿电池的开路电压、短路电流密度、填充因子和转换效率分别从1.041 V、21.29 mA/cm2、74.09%和16.41%提高到1.102 V、22.44 mA/cm2、79.28%和19.6%。器件性能的显著提高主要由于载流子的复合降低,归因于:(1)PEA钝化未饱和配位“Pb”引起的缺陷;(2)PEA钝化卤化铅微晶组成的复杂相引起的缺陷;(3)钙钛矿与空穴传输层之间的电荷转移速率的提高。钝化的钙钛矿电池器件稳定性明显增强。这种简便、有效的埋底界面钝化策略可以应用于未来大面积钙钛矿太阳能电池的制备。

关键词：能量传递钙钛矿埋底界面苯乙胺钝化太阳能电池

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螺环基闭合环状结构化合物的研究进展

科学通报 2024年第4期69卷 510-530页

作者：魏颖包秋景张峥李昊马述威汪涛解令海南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室南京210023

螺环基闭合环状结构化合物是一类以螺环芳烃作为构筑单元形成的闭合环状结构的化合物,主要包括大环、共价有机框架(COF)、金属有机框架(MOF)等.此类化合物拥有规整的环状结构、可调的尺寸和形状、丰富的空间构象及光学活性等特点,在传... 详细信息

螺环基闭合环状结构化合物是一类以螺环芳烃作为构筑单元形成的闭合环状结构的化合物,主要包括大环、共价有机框架(COF)、金属有机框架(MOF)等.此类化合物拥有规整的环状结构、可调的尺寸和形状、丰富的空间构象及光学活性等特点,在传感、药物输送、吸附、分离、光学器件、分子识别等领域有着广泛的应用.根据它们空间维度的不同,可以分为零、一、二、三维螺环基闭合环状结构化合物.本文综述了近年来螺环基闭合环状结构化合物的研究进展,重点介绍了这类化合物的结构特性、合成方法、性能表征以及应用,将为化学、材料科学、生命科学、有机光电子等领域设计和制备具有更多功能的新材料提供强有力的支持.

关键词：螺环芳烃大环共价有机框架金属有机框架

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非周期微纳结构增强有机发光二极管光耦合输出的研究进展

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物理学报 2018年第20期67卷 268-283页

作者：刘萌娇张新稳王炯秦雅博陈月花黄维南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地南京210023

有机发光二极管(OLED)具有功耗低、重量轻、色域宽、响应时间快及对比度高等优点,在全彩平板显示和固态照明等领域均显现出巨大的应用潜力,受到人们的广泛关注.然而,较低的光输出效率使得器件的外量子效率远低于内量子效率,这严重制约了... 详细信息

有机发光二极管(OLED)具有功耗低、重量轻、色域宽、响应时间快及对比度高等优点,在全彩平板显示和固态照明等领域均显现出巨大的应用潜力,受到人们的广泛关注.然而,较低的光输出效率使得器件的外量子效率远低于内量子效率,这严重制约了OLED器件的发展和应用.因此如何提高OLED器件的光耦合输出效率己成为备受关注的研究课题.本文主要介绍了采用非周期微纳结构提高OLED器件光耦合输出效率的最新研究进展,对随机微纳透镜结构、光散射介质层、聚合物多孔散射薄膜、随机凹凸波纹结构及随机褶皱结构等多种对器件亮度分布和光谱稳定性无明显影响的光耦合输出技术进行了总结和讨论.最后,对提高OLED器件光耦合输出研究做了总结和展望.

关键词：有机发光二极管光耦合输出非周期微纳结构

V2O5空心球作为高效硫载体用于锂硫电池（英文）

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无机化学学报 2020年第3期36卷 575-583页

作者：潘沛锋陈平方亚男单淇陈宁娜冯晓苗刘瑞卿李盼马延文南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地先进材料研究院(IAM)有机电子与信息显示协同创新中心

以V2O5空心球作为锂硫电池的正极材料,将其用于存储硫和限制多硫化物的穿梭效应。V2O5空心球的平均直径约为500 nm,为存储硫提供了更多空间并适应硫电极的体积变化。同时,V2O5对多硫化物具有很强的化学吸附性,可以有效地限制多硫化物的... 详细信息

以V2O5空心球作为锂硫电池的正极材料,将其用于存储硫和限制多硫化物的穿梭效应。V2O5空心球的平均直径约为500 nm,为存储硫提供了更多空间并适应硫电极的体积变化。同时,V2O5对多硫化物具有很强的化学吸附性,可以有效地限制多硫化物的穿梭效应。由于中空结构增加了硫的存储,并通过化学键牢固地吸附多硫化物,使该锂硫电池同时具有高容量和良好的稳定性。V2O5/S作为正极的锂硫电池在0.1C倍率时显示出1439 mAh·g-1的高可逆容量,并在1C的倍率下循环300次后的容量约为600 mAh·g-1。

关键词：锂硫电池 V2O5空心球正极穿梭效应化学吸附

基于有机半导体激光材料的高灵敏度溶液检测传感器件

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物理学报 2016年第6期65卷 117-123页

作者：池浪费洪涛王腾易建鹏方月婷夏瑞东南京邮电大学有机电子与信息显示国家重点实验室先进材料研究院江苏省先进材料协同创新中心南京210023

采用光抽运有机激光增益材料产生的放大自发辐射(amplified spontaneous emission ASE),实现了不同浓度液体的实时检测.以两种聚合物poly(9,9-dioctylfluorene-co-benzothiadiazole)和poly(3-hexylthiophene)共混的激光增益介质薄膜作为平面光波导,观察在滴加少量溶液前后以及不同溶液浓度下,由于光波导的相对折射率变化导致的放大自发辐射阈值及峰位的变化,实现对溶液检测.实验结果显示,在常温常压下对25 wt.%NaCl溶液检测可得与纯水相比,放大自发辐射光谱红移了4.5 nm,ASE阈值从0.579μJ/pulse上升到1.447μJ/pulse,约2.5倍,溶液检测灵敏度达到97.8 nm/RIU(refractive index unit),精度达到141.9 nm/RIU,充分说明上述方法能实现高灵敏度溶液检测.

关键词：有机半导体激光放大自发辐射聚合物薄膜折射率

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MXene的原位转化与应用

化学进展 2024年第8期36卷 1174-1185页

作者：张耘硕林飞飞陈宇哲丁宁韦玉岚赵为为南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院有机电子与信息显示国家重点实验室南京210023

MXene即二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物,是一类新兴的二维材料,具有广阔的应用前景。层状结构的MXene具有丰富的表面端基官能团(—F,—O和—OH),与第二相材料具有广泛的兼容性,在构建多功能、高性能杂化材料时展现出巨大潜能。... 详细信息

MXene即二维过渡金属碳化物、氮化物或碳氮化物,是一类新兴的二维材料,具有广阔的应用前景。层状结构的MXene具有丰富的表面端基官能团(—F,—O和—OH),与第二相材料具有广泛的兼容性,在构建多功能、高性能杂化材料时展现出巨大潜能。本文以Ti_(3)C_(2)MXene为例,归纳了基于MXene的原位转化的杂化材料(原位衍生、金属离子杂化和MOF材料杂化)的制备以及转化机理,总结了MXene杂化材料在能源存储(锂硫电池、超级电容器和氢能存储)、传感和催化领域的应用,指出了MXene原位转化研究中尚待解决的问题,同时展望了未来的发展方向。

关键词： MXene 原位转化纳米材料催化能源存储传感

溶液加工型自主体热活化延迟荧光材料的研究进展

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化学学报 2023年第7期81卷 820-835页

作者：刘振宇饶俊峰祝守加王兵洋余帆冯全友解令海南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院有机电子与信息显示国家重点实验室南京210023

十年来,作为第三代有机发光二极管(organic light-emitting diodes, OLED)发光材料的热活化延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence, TADF)材料备受学术界和产业界的广泛关注. TADF分子由于单重态与三重态之间的能级差较小... 详细信息

十年来,作为第三代有机发光二极管(organic light-emitting diodes, OLED)发光材料的热活化延迟荧光(thermally activated delayed fluorescence, TADF)材料备受学术界和产业界的广泛关注. TADF分子由于单重态与三重态之间的能级差较小,当受到环境热激活时,三重态激子可以通过反系间窜越转化为单重态,从理论上讲,可以实现100%的激子利用率.这一特性使得OLED器件外量子效率显著提高.溶液加工法具有成本低、方法简单、材料利用率高、可大面积生产等优势,是柔性及印刷OLED器件制备工艺的理想候选.具有良好的电荷传输能力的主体材料能有效降低激子密度和促进能量高效传递.利用自主体TADF材料制备的溶液加工型器件能有效平衡载流子传输和提升器件性能,同时在使用过程中可避免相分离,保持薄膜的均匀性和提高器件的稳定性.本综述总结了溶液加工型自主体TADF材料的研究进展.首先介绍了TADF材料的基本原理和研究意义,强调了溶液加工型自主体TADF材料在显示器件和照明器件等方面的应用潜力.然后详细讨论了溶液加工型自主体TADF材料的不同分类(小分子、树枝状和聚合物)、材料结构及器件性能等方面的研究进展.最后,分别从自主体TADF材料当前的不足、存在的问题和可能解决方案等方面对其发展趋势进行了展望.本综述旨在为相关领域的研究人员提供参考,并促进TADF材料的进一步发展和应用.

关键词：有机发光二极管热活化延迟荧光溶液加工自主体非掺杂

三种同分异构的双苯并吩噻嗪材料的合成、理论计算及光物理性质

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物理化学学报 2024年第1期40卷 48-56页

作者：王鹤然陈凯伏硕王晧暄袁加轩胡星奕许文娟密保秀南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院有机电子与信息显示国家重点实验室南京210023

吩噻嗪及其衍生物材料是一类重要的多环芳烃材料,在光电子领域有着广泛的应用。其中,基于苯并噻嗪材料的研究相对较少。在本文中,我们分别在吩噻嗪的1,2-、2,3-和3,4-位引入苯基,制备了三种同分异构的双苯并吩噻嗪化合物D-PTZa、D-PTZb... 详细信息

吩噻嗪及其衍生物材料是一类重要的多环芳烃材料,在光电子领域有着广泛的应用。其中,基于苯并噻嗪材料的研究相对较少。在本文中,我们分别在吩噻嗪的1,2-、2,3-和3,4-位引入苯基,制备了三种同分异构的双苯并吩噻嗪化合物D-PTZa、D-PTZb和D-PTZc,研究了它们的构效关系,并与双吩噻嗪化合物(D-PTZ)进行了对比。研究发现,D-PTZb和D-PTZc的HOMO和LUMO分布与D-PTZ的类似;对于D-PTZa,其1,2-位引入的苯基与中间的苯环空间张力较大,造成空间结构极度扭曲,性质比较特殊。并苯的引入可以有效增加分子的共轭长度,使得最大吸收波长发生红移;在2,3-位引入苯基可以有效地稳定HOMO能级,使基于π→π*跃迁的能隙稍有增大,呈现蓝光发射,溶液的荧光量子产率为1.7%;而在3,4-位引入苯基使LUMO分布更加趋向于线型,从而使LUMO更加稳定,使基于π→π*跃迁的能隙降低,其最大发射峰位于520 nm处,呈现黄绿光发射,溶液荧光量子产率为13%。此外并入苯环之后,空间张力增大,化合物的分解温度降低。我们的分子设计和结构–性质关系的研究可以为设计新的吩噻嗪材料提供基础指导。

关键词：苯并吩噻嗪有机光电材料密度泛函理论空穴-电子分析前线轨道分布光物理性质

用于锂金属电池的聚合物固态电解质的研究进展

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化学学报 2024年第4期82卷 449-457页

作者：谷琪刘夏夏周鑫宇李江林秀婧马延文南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院有机电子与信息显示国家重点实验室南京210023

聚合物固态电解质因其质轻安全、结构可设计以及优异的机械性能,成为高能量密度、高安全性全固态电池的潜在材料,逐渐成为研究的重点.但因其结晶度高、室温离子电导率低等缺陷也限制其进一步商业化.本综述梳理了近年来比较优越的聚合物... 详细信息

聚合物固态电解质因其质轻安全、结构可设计以及优异的机械性能,成为高能量密度、高安全性全固态电池的潜在材料,逐渐成为研究的重点.但因其结晶度高、室温离子电导率低等缺陷也限制其进一步商业化.本综述梳理了近年来比较优越的聚合物固态电解质种类,包括聚醚类聚合物、聚碳酸酯类聚合物、氟化聚合物、聚离子液体聚合物、单离子传导聚合物,围绕如何提升离子电导率,重点回顾了针对不同基质的结构设计和合成工艺方面的创新.最后阐述了聚合物固态电解质目前面临的基础研究和应用问题,以期为新型聚合物固态电解质的设计与制备提供新思路.

关键词：锂金属电池固态电解质聚合物电解质结构设计合成工艺