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真空镀膜——电子束蒸发镀膜全内容详解与设备维保
在高真空下，电子枪灯丝加热后发射热电子，被加速阳极加速，获得很大的动能轰击到的蒸发材料上，把动能转化成热使蒸发材料加热气化，而实现电子束蒸发镀膜。电子束蒸发源由发射电子的热阴极、电子加速极和作为阳极的镀膜材料组成。电子束蒸发源的能量可高度集中，使镀膜材料局部达到高温而蒸发。通过调节电子束的功率，可以方便的控制镀膜材料的蒸发速率，特别是有利于高熔点以及高纯金属和化合物材料。
2022
11-23
上交刘烽、山大高珂等Advanced Materials: 非富勒烯有机光伏电池的分子晶态与双生载流子途径
上海交通大学刘烽教授，张永明教授，山东大学高珂教授，香港城市大学Alex Jen教授合作研究，细致探讨了经典ITIC类非富勒烯受体-分子在“单晶-纯膜-共混膜”的结构细节与排列规律，发现在非富勒烯受体(NFA)较强的自发载流子形成现象，总结了有机薄膜光伏电池双生载流子途径：1、NFA相自发光生载流子；2、界面CT态解离激子产生载流子。双通道机理是非富勒烯受体光吸收和能级优势外另一个重要的优点，它们共同造就了非富勒烯受体材料在有机光伏电池中的成功。 图1. (a)非富勒烯有机太阳能电池共混膜中形貌与(b)光物理路劲图。 文章首先对比研究了ITIC, 4TIC, 6TIC三个NFA分子的晶体结构。发现NFA的p-p和侧链相互作用是决定晶体结构的两个主要因素。NFA的支链与骨架体积比是空间限制的重要因素。ITIC的值为1.059，分子采用2Dbrickwork堆积，骨架通过末端p-p作用形成层结构，支链聚集于层间的孔洞中。当骨架长度缩减，4TIC的支链与骨架的体积比提升到1.146，分子取用三维交错的网格(3D web)结构。4TIC侧链采取紧密组装模式，填补在骨架p-p堆积四周，达到多作用力平衡的紧密堆积模式。如果延长骨架长度，6TIC支链骨架体积比为1.030，则分子组装出现分级结构。6TIC分子在侧链和p-p作用下首先形成Z字形自组装结构，这些单元再通过氢键形成二维组装层，层与层之间通过蓝色和黄色构象分子插层形成三维结构。 图2. 三个分子的晶体结构。 接下来，作者使用掠入射广角X射线散射(GIWAXS)分析NFA分子在纯膜和共混膜中的结晶结构。通过对比纯膜不同制膜条件（是否使用DIO添加剂），采用GIWAXS实验与计算模拟，对NFA分子组装次序进行探讨。研究发现，具有较强能量密度的分子，例如ITIC、4TIC，分子都直接形成晶体的结构，制膜条件的不同会导致结晶度与有序度的区别；对于组装分级的6TIC受体，分子优先形成二维层状结构，进一步在DIO添加剂的作用下形成三维晶体结构。这些作用力的差异决定了NFA分子在共混薄膜中晶型的保持情况。在共混薄膜中，由于存在给体聚合物和受体分子的相互作用，NFA分子结晶性普遍降低。DIO添加剂的使用可以提升NFA的结晶性，强分子间作用力可以保持结晶晶型。6TIC分子由于组装分级，即使在DIO条件下制备的薄膜依然保持二维层状堆积。 图3.纯膜的GIWAXS与纯膜中分子结晶的组装过程。 进一步，超快瞬态吸收光谱(TA)被用来研究共混薄膜的光物理性能，采用长波激光定向激发NFA受体。ITIC纯膜的TA光谱中可以观察到955nm 的激发态信号和1335 nm的极化子信号。DIO条件制备的纯膜，激子能够能更快的转变为极化子。这表明NFA结晶相存在自发激子解离的途径，该转化过程不依赖于给受体界面形成的激子解离，是一种新颖的载流子形成方式。4TIC和6TIC纯薄TA图谱也表现出与ITIC类似的结果。此外，6TIC纯膜极化子的衰减曲线出现一个宽平台（寿命大于1000 ps），说明6TIC的二维结构有利于承载分离的极化子。 在共混膜的TA谱中，0 fs即可观察到极化子的生成，同时也观察到NFA受体向给体材料空穴转移的过程。DIO制备的共混膜中，极化子产率提升，空穴转移速度加快。通过量化对比，发现0 fs时共混膜中界面极化子产率与自发极化子产率接近，这些结果说明在非富勒烯给受体共混膜中两条载流子生成通道都比较重要。从器件数据来分析，拓宽NFA材料的吸收区间会提高器件的电流。而提高CT态能量并减小CT态密度，将有助于减小非辐射损失，提高器件的开压。该过程加上自发载流子途径，能够更好的诠释有机光伏光电转换过程。 图4.共混膜超快光谱，极化子寿命，极化子产率与光物理过程示意图。 图5.共混膜CT态拟合，纯膜与共混膜EL。 综上所述，该工作深入探索了NFA分子的结晶结构与自组装过程，分析了分子间作用力对分子有序组装的影响规律，建立了较为系统的NFA晶体与薄膜形貌的研究方法，揭示了非富勒烯有机光伏电池双通道载流子形成机制。这些结果对有机光伏材料结构与光电转换过程提供了新的认知，有助于新材料的开发。
03-21
邢军等人Nat. Commun.: 高效白光钙钛矿的分子工程
低维混合钙钛矿作为白光发射体表现出优异的性能。宽带白光发射来源于自陷激子 (STE)。由于钙钛矿中STEs的形成机制尚不清楚，制备新的低维白色钙钛矿主要依赖于筛选大量插入的有机分子而不是合理的设计。
2021
08-16
陈棋&周欢萍Science: 重磅！超24%效率！高重现性的耐用钙钛矿太阳能电池
半导体的溶液处理对于具有成本效益的电子产品和光电子产品的高通量生产非常有前景。尽管混合钙钛矿在各种设备应用中具有潜力，但在开发同时提高加工再现性和可扩展性的高质量材料方面仍然存在挑战。北京理工大学陈棋和北京大学周欢萍报道了一种液体介质退火 (LMA) 技术，该技术创造了一个强大的化学环境和恒定的加热场，以调节整个薄膜的晶体生长。
07-30
陈棋Joule: 23.9%效率！具有双背场界面层用于高效稳定钙钛矿电池
随着钙钛矿太阳能电池（PSC）的实际应用同时需要高效率和长期的稳定性，其中界面起着至关重要的作用。北京理工大学陈棋等人开发了与空穴传输层 (HTL) 相关的界面层和电极缓冲层，其中在相关的两个界面上实现了双背面场(SEB)。
07-12
陈江照等人：16.75%效率！无甲胺二维DJ相钙钛矿太阳能电池
近日，重庆大学光电工程学院陈江照研究员团队在国际知名学术期刊Journalof Power Sources（TOP期刊）上发表题为《Interfacial gradient energy band alignment modulation via ion exchangereaction toward efficient and stable methylammonium-free Dion-Ja
07-06
张晓丹ACS Energy Letter：记录值！23.8%效率的钙钛矿电池
SnO2广泛应用在钙钛矿太阳能电池的电子传输层，但是SnO2薄膜结构通常由于其中含有大量不利的缺陷结构，同时能带难以与钙钛矿对齐，因此钙钛矿电池的开路电压受到损失。南开大学张晓丹等报道了将CoCl2·6H2O引入SnO2薄膜中，能够有效的改善能级对齐，提高了电池的电荷抽取。
05-18
蔡植豪等人AM：超过10%效率！高稳定性的蓝光钙钛矿发光二极管
虽然已经进诸多研究来调节钙钛矿发光二极管(LED)中的准2D钙钛矿成分以促进其电致发光，但很少有报道涉及增强薄膜的准2D钙钛矿层之间能量转移的方法，这对于实现高性能钙钛矿LED(PeLED)至关重要。
2020
11-24
路新慧&方国家Matter: GIWAXS 揭示卤素对无机钙钛矿薄膜结晶和相演化的影响
全无机钙钛矿太阳能电池(PSC)的出色热稳定性凭借其潜在的更好的热稳定性，受到越来越多的关注。但是，不同卤化物组成(I，Br，Cl)的CsPbX3薄膜的成膜过程和相变机理尚不清楚。关于卤化物元素在全无机钙钛矿的相变和晶体生长动力学中的作用尚无共识。香港中文大学路新慧和武汉大学方国家等人利用最先进的原位掠入射广角X射线散射来探测全无机钙钛矿薄膜的实时晶体和相演化。
11-16
大牛Pradhan：钙钛矿纳米晶异质结构的合成、光学性质及其应用
异质结构相较于其组成个体，往往展现出一加一大于二的效果。当前，金属纳米粒子及硫组半导体纳米晶相关异质结构被广泛研究，然而近几年井喷式发展的钙钛矿纳米晶其异质结构研究仍然有限，其主要原因可能是钙钛矿纳米晶生成能极低，生长过程十分迅速，因此其异质结构合成仍具有巨大挑战。
10-09
