基于Cs2AgBiBr6卤化物双钙钛矿太阳电池的研究进展

铅基钙钛矿太阳电池的优异器件性能归因于其显著的光学和电子性质，其能量转换效率已从最初的约3.8%大幅提高到25%以上。尽管铅基钙钛矿太阳电池得到了快速的发展，但由于铅原子的毒性及其在热、光和湿度等条件下的不稳定性，阻碍了该类型钙钛矿光伏技术的实际应用。因此，寻找无铅、无毒和环保的卤化物钙钛矿来取代铅基材料在实际中的应用至关重要。无铅卤化物钙钛矿的研究是目前的研究热点之一。本文综述了无铅双钙钛矿Cs2AgBiBr6在钙钛矿太阳电池中的应用，介绍了Cs2AgBiBr6的结构与材料制备的方法，讨论了钙钛矿太阳电池的器件性能，分析了提高该类型光伏器件性能的相关策略，探讨了无铅钙钛矿面临的挑战以及发展方向。     

钙钛矿型铌锌酸铅陶瓷材料合成及其性能

用Ｘ射线衍射和差热分析研究了铌锌酸铅Ｐｂ〔（Ｚｎ０．７Ｍｇ０．３）１／３Ｎｂ２／３〕Ｏ３陶瓷材料普通合成法和两种铌铁矿先驱体合成法的合成机理。研究表明，该材料的合成过程中，首先生成焦绿石相然后在较高温度生成钙钛矿相，先驱体法可以明显抑制焦绿石相的生成并使其反应温度向高温推迟，从而可以明显提高钙钛矿的产率。而简单先驱体法（ＰｂＯ＋ＺＮ＋ＭＮ）比复合先驱体法（ＰｂＯ＋ＺＭＮ）具有更好的合成效果。采用简单先驱体法通过合适的合成工艺可以制得钙钛矿含量大于９５％的Ｐｂ〔（Ｚｎ０．７Ｍｇ０．３）１／３Ｎｂ２／３〕Ｏ３陶瓷材料，其介电温谱具有明显的弥散性，为无序铁电陶瓷材料。研究发现，差热分析作为判断焦绿石和钙钛矿反应温度的重要依据，可以用于铌锌酸铅系陶瓷材料钙钛矿的合成研究。     

复合先驱体法制备铅镁锰锑铌系压电陶瓷材料

采用复合先驱体法制备了Pb(Mg1/3Nb2/3)a(Mn1/3Nb2/3)b(Mn1/3Sb2/3)cZrdTieO3(PMMSN) 铅镁锰锑铌多元系中温烧结压电陶瓷材料。结果表明,相同合成条件下,三组元复合先驱体法和六组元复合先驱体法比四组元复合先驱体法制得样品的钙钛矿相含量更高,在700℃即可得到单纯钙钛矿相材料,且复合先驱体法具有比单一先驱体法(二组元)工艺更加简单、成本更加低廉的优势。性能测试结果表明,三组元复合先驱体法制成样品的性能最佳。1 100℃烧结样品的性能参数:Qm为1 916,kp为0.56,r为1 349,d33为326,tg为0.43?02,可以满足超声马达和压电变压器等应用方面的要求。     

PMZN系压电陶瓷材料合成工艺研究

采用溶胶-凝胶工艺制备了钙钛矿结构的锆钛酸铅压电陶瓷材料(PZT)。然后用制得的PZT作为基料，合成PMZN压电陶瓷，探讨了PZT制备工艺对材料结构和性能的影响。结果表明：溶胶-凝胶法合成PZT粉制备的PMZN系压电陶瓷材料具有机电耦合系数高、介质损耗小、介电常数与机械品质因数适中等特点；溶胶-凝胶工艺降低了材料的烧结温度，改善了材料的介电与压电性能，提高了谐振频率。     

无铅压电陶瓷研究的新进展

综述了近年来国内外无铅压电陶瓷材料方面的研究进展。主要介绍了钛酸钡基、铌酸盐系、含铋层状结构以及含铋钙钛矿型无铅压电陶瓷体系中所开展的研究工作。同时对近年来无铅压电陶瓷在粉体制备以及晶粒定向新工艺方面的进展也进行了简要的评述。     

铅基弛豫型铁电体钙钛矿结构的稳定性

铅基弛豫型铁电体研究中遇到的普遍问题是难制成纯钙钛矿相的材料，在制备过程中常伴有焦绿石相的出现。以ＰＭＮ、ＰＺＮ为对象，从热力学、动力学和结晶化学的角度分析了铅基弛豫型铁电体钙钛矿结构的稳定性及合成过程中焦绿石相产生的原因，介绍了抑制焦绿石相产生的措施。     

先驱体法制备PZT/ZrO2复合陶瓷材料

研究了一种新的制备PZT／ZrO2复合陶瓷材料的方法。借助B位先驱体法，首先合成亚稳态的钙钛矿固溶体，在高温下ZrO2相从固溶体中析出得到PZT／ZrO2复合陶瓷材料。在冷却过程中，已在PZT晶粒内析出的ZrO2相发生四方到单斜的相变，伴随该相变的体积膨胀会对晶界产生压应力，起到强化晶界的作用，从而使陶瓷材料的力学性能得到明显提高。     

无铅铜基卤化物Rb_2CuBr_3的合成与发光特性

近年来,新兴的铅卤化物钙钛矿材料由于其高荧光量子产率(PLQY)、高色纯度、带隙可调等特性,在光电子器件应用方面受到了广泛的关注。然而,重金属铅的毒性严重阻碍了其大规模的生产和商业化发展。因此,开发低毒性的无铅钙钛矿材料成为该领域亟待解决的问题。本文采用高温热注入法制备了一种无铅铜基卤化物Rb_2CuBr_3材料,系统探究了原料中Rb~+/Cu~+量的比和反应时间对合成Rb_2CuBr_3的纯度和结晶质量的影响。透射电子显微镜显示合成的Rb_2CuBr_3微观特征为一维棒状形貌,这与其固有的一维晶体结构相符。此外,制备的Rb_2CuBr_3材料表现出明亮的紫光发射(390nm),PLQY高达91.75%。进一步,采用温度依赖的光致发光(PL)和时间分辨的PL测试,证实了该材料较大的斯托克斯位移和宽的发射光谱来源于自限域态激子相关的辐射复合。整体来讲,这种具有高效发光特性的无铅Rb_2CuBr_3材料在未来的照明及显示等领域具有巨大的应用潜力。     

KNN基无铅压电陶瓷材料制备的研究进展

碱金属铌酸盐系的(K,Na)NbO_3(KNN)因其具有高压电常数(d_(33)),高机电耦合系数,高品质因数及高居里温度(T_C)而成为无铅压电材料研究的热点。为了探索高性能KNN无铅压电陶瓷材料制备及应用,该文综述了其相关制备工艺、性能特点,重点阐述了KNN系无铅压电材料的掺杂、烧结、极化及其对性能的影响,指出了KNN无铅压电陶瓷的掺杂改性及工艺优化研究是其有效的研究方向。     

钛酸铅系薄膜的热释电性能及其应用

叙述了钛酸铅系薄膜的热释电原理，介绍了国际上近几年钛酸铅系薄膜材料、制备工艺及热释电性能，并与块状陶瓷材料进行了比较，分析表明钛酸铅系薄膜具有优良的热释电性能及可观的应用前景。     

先驱体合成法在钙钛矿型铁电陶瓷材料制备中的应用

先驱体合成法是一种专门用于Ｂ位复合钙钛矿［Ａ（Ｂ１ｘＢ２（１－ｘ））Ｏ３］化合物的新方法。结合国外文献及作者的实践，阐述了近年来引起关注的复合钙钛矿化合物先驱体合成法的基本原理。先将Ｂ１和Ｂ２氧化物复合成先驱体（Ｂ１ｘＢ２（１－ｘ））Ｏ２或（Ｂ１Ｂ２）Ｏ４，然后将先驱体与Ａ氧化物合成为单相Ａ（Ｂ１ｘＢ２（１－ｘ））Ｏ３钙钛矿化合物。该方法能避免焦绿石相的出现，大幅度提高了钙钛矿陶瓷的单相性，其工艺简单，且能制备亚微米粉料。这些优点使它在铁电压电陶瓷工业生产中具有广阔的应用前景     

无铅钙钛矿光电子器件研究进展

钙钛矿材料因其独特的光学和电学特性,例如高载流子迁移率、高光致发光效率、高消光系数、带隙可调等,而成为光电子领域研究的热门。然而,大多数钙钛矿材料都包含铅元素,铅的毒性问题在一定程度上阻碍了钙钛矿光电子器件的大规模产业化应用。为了突破这一限制,可以用毒性较小的化学元素,例如锡、铋、锑等,来代替钙钛矿中的铅元素。本文综述了一些有代表性的无铅钙钛矿材料的特性及它们在太阳电池、光电探测器、发光二极管等光电子器件中的应用研究进展,并对此方向未来的发展做出了展望。     

高温无铅压电材料研究进展

随着航空航天、石油化工等领域的快速发展以及可持续发展战略的实施,高温无铅压电材料的作用愈发重要。该文总结了具有高居里温度点无铅压电材料的研究进展,主要包括钙钛矿型的BiFeO₃基和BiAlO₃基陶瓷、铋层状陶瓷、钙钛矿层状结构陶瓷以及铌酸锂、硅酸镓镧和硼酸氧钙稀土等压电单晶。最后总结了目前高温无铅压电材料中存在的问题,并提出其发展方向。     

半化学法制备钨镁酸铅-钛酸铅陶瓷

采用半化学法制备了纯钙钛矿结构的0.50 Pb(Mg1/2W1/2)O3-0.50 PbTiO3 (0.50 PMW-0.50 PT)陶瓷。以醋酸镁代替传统氧化物混合法中的MgO,提高了MgO的分散性和反应活性,能够有效地促进钙钛矿相0.50 PMW-0.50 PT的形成和抑制钨酸铅的存在。随着预烧温度的提高,0.50 PMW-0.5 0PT粉体的钙钛矿相含量增加,当预烧温度为850℃和保温时间为2 h时其钙钛矿含量达到100%;随着烧结温度的提高,0.50PMW-50PT陶瓷的晶粒尺寸增大,而陶瓷的介电常数先增大后减小,介电损耗先减小后稍微增大。0.50 PMW-0.50 PT陶瓷的最佳烧结条件为1 050℃,2 h,最大相对介电常数为7 606。     

钛酸铋钾陶瓷的sol-gel法制备及性能表征

以硝酸钾,五水硝酸铋,钛酸四丁酯为原料,采用sol-gel法制备了K0.5Bi0.5TiO3(KBT)压电陶瓷,分别用DSC-TGA、XRD和FT-IR分析了凝胶的热演化、晶化与相变过程,研究了KBT陶瓷的介电性能。结果表明:600℃烧结即可合成纯钙钛矿相KBT粉体;sol-gel法比传统固相反应法的烧结温度降低约200℃,且能有效控制晶粒长大,抑制杂相生成。所制KBT陶瓷的介电温谱的分析结果显示KBT为典型的弛豫型铁电体。     

Photoresponsive Transistors Based on Lead‐Free Perovskite and Carbon Nanotubes

Lead‐free perovskite materials are exhibiting bright application prospects in photodetectors (PDs) owing to their low toxicity compared with traditional lead perovskites. Unfortunately, their photoelectric performance is constrained by the relatively low charge conductivity and poor stability. In this work, photoresponsive transistors based on stable lead‐free bismuth perovskites CsBi₃I₁₀ and single‐walled carbon nanotubes (SWCNTs) are first reported. The SWCNTs significantly strengthen the dissociation and transportation of the photogenerated charge carriers, which lead to dramatically improved photoresponsivity, while a decent I_light/I_dark ratio over 10² can be maintained with gate modulation. The devices exhibit high photoresponsivity (6.0 × 10⁴ A W^?1), photodetectivity (2.46 × 10¹⁴ jones), and external quantum efficiency (1.66 × 10⁵%), which are among the best reported results in lead‐free perovskite PDs. Furthermore, the excellent stability over many other lead‐free perovskite PDs is demonstrated over 500 h of testing. More interestingly, the device also shows the application potential as a light‐stimulated synapse and its synaptic behaviors are demonstrated. In summary, the lead‐free bismuth perovskite‐based hybrid phototransistors with multifunctional performance of photodetection and light‐stimulated synapse are first demonstrated in this work.     

Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/ZnNb_2O_6复相陶瓷的显微结构和介电性能

采用传统电子陶瓷工艺制备了Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3/ZnNb_2O_6(BSTZ)复相陶瓷,研究了ZnNb_2O_6含量对BSTZ陶瓷结构和介电性能的影响规律.结果表明,BSTZ复相陶瓷可在较低温度下烧结成瓷;陶瓷中除了Ba_(0.6)Sr_(0.4)TiO_3和ZnNb_2O_6两种主晶相,还有新相BaNb_(3.6)O_(10)生成;陶瓷的介电常数和介电损耗均随ZnNb2O6含量的增加而降低;当x(ZnNb_2O_6)=0.6(摩尔比)时,复相陶瓷在微波下的介电常数为74,介电损耗为0.043,可调性可达10.54%(1.0 kV/mm).     

Ca掺杂(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_3-BaTiO_3压电陶瓷结构与性能

采用传统电子陶瓷工艺制备了(Bi0.5Na0.5)0.93(Ba1-xCax)0.07TiO3(x=0.02,0.04,0.06,0.08或0.10)陶瓷,研究了Ca掺杂量对陶瓷的结构、介电、压电性能的影响。结果表明,陶瓷样品均形成了单一的钙钛矿结构固溶体。陶瓷的介电、压电性能受Ca掺杂量的影响显著。所有陶瓷样品均表现出弥散相变特征。x=0.04时,室温εr达到最大值1451.7,且tanδ较小,为0.042;当x=0.06时,d33和kp达到最大,分别为140.5pC/N和19.7%。     

Controllable crystallization based on the aromatic ammonium additive for efficiently near-infrared perovskite light-emitting diodes

Organic-inorganic hybrid perovskite have recently drawn appreciable attention for applications in light-emitting diodes (LEDs). However, the weak exciton binding energy of the methylammonium lead iodide perovskite introduces large exciton dissociation and low radiative recombination on its application as emission layer in near-infrared LEDs. Herein, we demonstrate the simple method by incorporating of phenethylammonium iodide (PEAI) into the perovskite can concurrently improve the radiative recombination rate for improving perovskite LED performances. Additionally, by introducing PEAI dramatically constrains the growth of perovskite crystals during film forming, producing crystallites with small dimensions, reducing roughness, and pin-hole free. After optimizing the emission layer in the perovskite LED, a high optical output power of 458.03 μW and external quantum efficiency of 5.25% are achieved, which represents a ~50-fold enhancement in the quantum efficiency compared to device without PEAI. Our work suggests a broad application prospect of perovskite materials for high optical output power LEDs and eventually a potential for solution-processed electrically pumped NIR laser diodes.