316期
新能源材料技术领域
精选科技成果推荐

本期精选6项新能源材料技术领域的科技成果进行推荐,感兴趣的企业朋友可以长按识别文末二维码,进行咨询对接。
项目1:利用聚合物介质合成Zintl相分子合金材料
项目2:白光LED远程荧光板及远程封装技术
项目3:新型类矿物结构超分子功能材料的晶体
项目4:钙钛矿发光二极管
项目5:钙钛矿太阳能电池
项目6:钙钛矿层的成膜机制
本项目采用材料化学的研究方法,构建了碱金属/PEO聚合物高还原性反应介质体系,合成、表征了系列13族的二、三元体系化合物Sr3Tl5、BaTl4和BaHg0.8Tl3.2等新的Zintl相分子合金材料,通过对材料合成条件、组成和能带结构的分析研究,阐述了材料的相稳定性、结构演化、电子结构和成键特点;本工作还开展过渡金属功能配合物的合成、结构和物理化学性能研究。
项目发表了SCI论文28篇,其中13篇发表在二区以上的SCI期刊上,被SCI引用95次,研究结果对功能材料化学、无机固态化学以及新材料合成制备化学等领域具有重要学术意义。
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项目二:白光LED远程荧光板及远程封装技术
本项目采用高分子原位聚合方式制备白光LED用荧光板出光均匀性好,发光效率高,成本低廉,各项性能指标较佳,特别是可以随意做到钢化玻璃、高分子等基板上,再结合远程封装技术,使得目前的新型封装结构与传统封装工艺相比具有如下几个优点:(1)LED的封装技术简单;(2)有利LED热量散发,延缓荧光粉老化,延长LED的使用寿命;(3)实现点光源向面光源转换,改善出光均匀性,提高了LED的发光效率及显色指数(采用荧光板远程发光同比传统工艺在相同条件下显色指数和发光效率提高20%以上;(4)激发、发射波长可调,如可以根据需要调整出黄光、红光、绿光和蓝光为主的各种频率的可见光;(5)色温可调:3500-7000K,从冷光到暖光任意调整;(6)荧光板可以制成各种形状和颜色,实现前所未有的设计自由、色彩控制。(7)容易做到高分子基板上适用于室内照明;做到钢化玻璃上,可作为室外如隧道等大功率照明。(8)可机器化制备,产业化。
下图分别是实验室制备的直径6公分的钢化玻璃(暖光),8公分及12公分高分子基板的白光LED远程荧光板以及远程封装结构简易图。
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项目三:新型类矿物结构超分子功能材料的晶体
本项目属于材料化学领域。内容主要有(1)探索合成具有新颖性能的类矿物结构无机功能材料;(2)探索材料晶体工程自组装规律和影响因素,(3)探索材料物理化学性能。项目成功合成64种新化合物,研究非线性光学性质、激光倍频效应、离子交换活性、光致变色及铁磁作用等,总结组装规律,为指导合成这类材料奠定坚实的实验基础。技术特点:采用软化学方法等温和、环保的合成技术进行材料制备。
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项目四:钙钛矿发光二极管
钙钛矿材料用于制备发光二极管,具有半峰宽窄、带隙可调、可用溶液法制备等优势。钙钛矿LED为平面自发光器件,具有质量 轻、厚度薄、视角广、响应速度快、可用于柔性显示、使用温度范围广、构造和制备工艺简单等优点,在屏幕显示(手机、电视、电脑、VR和车载设备等)和绿色健康灯光(无蓝光伤害)等方面具有广泛应用前景。
钙钛矿成分设计、表面和结构工程使钙钛矿发光LED的效率迅速提高,当前报道的高外量子效率主要集中于近红外和绿光,而高效的蓝光钙钛矿LED仍然是一个挑战。同时,钙钛矿LED的工作稳定性相对较低,如何构建高效稳定性的LED器件是课题组今后的重要研究方向。
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项目五:钙钛矿太阳能电池
钙钛矿材料用于制备太阳能电池,具有吸光强、载流子迁移率高、带隙可调、可用溶液法制备等优势。钙钛矿太阳能电池是近年来快速发展起来的第三代光伏器件,其光电转化效率(PCE)从2009年的3.8%迅速提升到2018年的23.3%,是有史以来所有光伏技术中效率增长最快的一种。这主要得益于有机-无机杂化钙钛矿材料优异的光电性质。钙钛矿/硅叠层电池有望提供比传统光伏电池更为高效、经济的太阳能利用方案。
钙钛矿的化学组成调控、空间组成分布、相组成调控、本体和表面缺陷控制、器件界面控制等,是目前进一步提高钙钛矿太阳能电池的效率和长期工作稳定性的关键科学问题。
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项目六:钙钛矿层的成膜机制
将混合钙钛矿溶液滴加在玻璃基板上并开始旋涂,随着旋涂过程中溶剂的挥发和反溶剂甲苯的滴加,体系溶解度急剧下降CsPbBr3由于在DMSO中的溶解度低而首先形核并快速长大,而MABr由于溶解度较大,后结晶析出,残留有少量MABr在CsPbBr3晶界和表面上,最终得到CsPbBr3MABr准核一壳结构钙钛矿薄膜。
由于CsPbBr3和MABr在极性溶剂DMSO溶解度差异大(CsPbBr3约为0.56M,MABr大于5M)这一特性,研究人员巧妙地在CsPbBr3的DMSO溶液(0.5M)中加入有机胺盐MABr,并精确调控MABr的量,作为新型混合钙钛矿前驱液。
具有CsPbBr3@MABr核一壳结构的钙钛矿薄膜覆盖度高,表面平整,晶体界面及表面的MABr能有效钝化CsPbBr3的缺陷态,且薄膜表面的MABr起到了阻挡过量电子的注入,表现出优异的光电性能,将得到的薄膜用于钙钛矿LED器件得到外量子效率超过17%,并通过进一步优化器件结构,在钙钛矿发光层和电子传输层之间引入聚甲基丙烯酸甲醋(PMMA)绝缘材料作为阻挡层,进一步改善了器件中电子和空穴的注入平衡和界面特性,使器件的性能和稳定性都得到了进一步的提高,最终得到了EQE超过20%,寿命(T50)超过100小时的钙钛矿LED器件。将钙钛矿LED的发展提到了一个新的高度。
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声明:综合整理自各高校成果汇编