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yexuqing木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
太陽系系主任
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宋延林課題組在固相反應(yīng)制備純相二維鈣鈦礦鈍化層方面取得重要進(jìn)展
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宋延林課題組在固相反應(yīng)制備純相二維鈣鈦礦鈍化層方面取得重要進(jìn)展 發(fā)布時(shí)間：2025-09-01【字體： 大 中 小 】【打印】 【關(guān)閉】 近年來，鈣鈦礦太陽能電池因其高效率與低成本潛力，成為光伏領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。特別是二維/三維鈣鈦礦異質(zhì)結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展，為器件性能的提升提供了新思路。然而，目前常用的表面鈍化分子化學(xué)活性較高，易擴(kuò)散進(jìn)入三維鈣鈦礦體相，觸發(fā)一系列不可控的相變過程，最終在界面處形成由不同層數(shù)（n = 1、2、3 等）組成的混維結(jié)構(gòu)。由此形成的二維鈣鈦礦界面層因量子阱尺寸混雜，會(huì)導(dǎo)致能級(jí)失配，阻礙光生載流子的有效抽取和輸運(yùn)，從而在一定程度上限制了器件的光電轉(zhuǎn)換效率和運(yùn)行穩(wěn)定性。如何構(gòu)建維度單一且可控的二維界面層，以實(shí)現(xiàn)高效電荷傳輸與長期穩(wěn)定性，已成為當(dāng)前鈣鈦礦光伏研究的重要挑戰(zhàn)之一。 在國家自然科學(xué)基金委、科技部和中國科學(xué)院的支持下，化學(xué)所綠色印刷實(shí)驗(yàn)室宋延林課題組提出一種非侵入式表面固相反應(yīng)策略，用于構(gòu)建高質(zhì)量鈣鈦礦太陽能電池的二維鈍化界面。該方法通過精確調(diào)控反應(yīng)過程中的溫度與壓力，驅(qū)動(dòng)鈍化分子在三維鈣鈦礦表面發(fā)生陽離子擴(kuò)散與界面固相反應(yīng)，成功在其表面構(gòu)筑出具有單一維度（純相）的二維鈣鈦礦鈍化層。該策略有效抑制了傳統(tǒng)溶液法中常見的漸進(jìn)式相變，從而避免形成混合n值的二維鈣鈦礦結(jié)構(gòu)。同時(shí)，該方法具有良好的分子適配性與普適性，適用于多種Ruddlesden-Popper 型有機(jī)陽離子，實(shí)現(xiàn)了對(duì)三維鈣鈦礦表面的高效鈍化與界面調(diào)控�；谠摬呗缘恼狡骷@得26.13%的光電轉(zhuǎn)換效率（認(rèn)證效率25.66%，有效面積0.085 c㎡），正式模組效率達(dá)23.03%（認(rèn)證準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)效率22.32%，有效面積13.94 c㎡）。該工作展示了固相反應(yīng)制備純相二維鈣鈦礦鈍化的優(yōu)勢(shì)，為制備高性能鈣鈦礦光伏器件提供了新思路。 相關(guān)研究成果近日發(fā)表于Nature Synthesis期刊（Nat. Synth (2025). https://doi.org/10.1038/s44160-025-00865-w）。文章第一作者是博士研究生張堃，通訊作者是汪洋副研究員，宋延林研究員和北京大學(xué)周歡萍教授。 固相反應(yīng)制備純相二維鈣鈦礦鈍化層助力高效鈣鈦礦太陽能電池 綠色印刷實(shí)驗(yàn)室 2025年9月1日 |
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木蟲之王 (文學(xué)泰斗)
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Drop-printing with dynamic stress release for conformal wrap of bioelectronic interfaces 滴涂印刷技術(shù)用于生物電子界面的共形包裹 ▲ 作者：AN LI, WENJIANLONG ZHOU, HUIZENG LI, WEI FANG, YIFEI LUO, ZHENG LI, QINGRONG ZHANG, QUAN LIU, QIN XU, AND YANLIN SONG, etc. ▲鏈接： https://www.science.org/doi/10.1126/science.adw6854 ▲摘要：生物電子界面在健康監(jiān)測(cè)、醫(yī)療治療及增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。然而，將這類薄膜器件共形包裹到三維表面上時(shí)，往往會(huì)因應(yīng)力作用導(dǎo)致器件損壞。研究提出一種“滴涂印刷”策略，利用液滴實(shí)現(xiàn)薄膜的無損傷轉(zhuǎn)移。液滴在薄膜與目標(biāo)表面之間充當(dāng)潤滑層，在薄膜進(jìn)行形狀自適應(yīng)變形的過程中助力其局部滑動(dòng)。 該機(jī)制可有效避免薄膜在面內(nèi)發(fā)生拉伸，并降低應(yīng)力集中現(xiàn)象。即便是非可拉伸、易破損的薄膜，也能完好且精準(zhǔn)地包裹到精密表面上，例如微米級(jí)微生物和光纖表面。厚度僅為2微米的硅薄膜，無需任何可拉伸性設(shè)計(jì)，通過在神經(jīng)和腦組織表面進(jìn)行滴涂印刷，即可形成共形神經(jīng)電子界面。該界面能夠?qū)崿F(xiàn)光控在體神經(jīng)調(diào)控，且具備高時(shí)空分辨率。 ▲ Abstract：Bioelectronic interfaces demonstrate promising applications in health monitoring, medical treatment, and augmented reality. However, conformally wrapping these film devices onto three-dimensional surfaces often leads to stress-induced damage. We propose a “drop-printing” strategy that enables damage-free film transfer using a droplet. The droplet acts as a lubricating layer between the film and the target surface, facilitating local sliding during shape-adaptive deformation. This mechanism prevents in-plane film stretching and reduces stress concentration. Even nonstretchable and fragile films can be intactly and accurately wrapped onto delicate surfaces, such as microscale microorganisms and optical fibers. Two-micrometer-thick silicon films, without any stretchable engineering, can form conformal neural-electronic interfaces by being drop-printed on nerves and brain tissue. The interfaces achieve light-controlled in vivo neuromodulation with high spatiotemporal resolution. |
2樓2025-09-15 09:47:58
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