█ 重点摘要最近,陕西师范大学向万春团队利用光焱科技公司的测试设备,开发出以甘蓝胺（GDA）埋入SnO2/钙钛矿界面上分子桥优化钙钛矿太阳电池。该研究结合先进的测试设备与材料开发策略,实现了电池转换效率从22.6%提升到24.7%,并显著改善了稳定性。1. 使用分子改性剂甘蓝胺（GDA）在SnO2/钙钛矿的埋底界面上构建分子桥，从而产生优异的界面接触。2. 通过GDA和SnO2之间的强烈相互作用实现的，明显调节能级。此外，GDA可以调节钙钛矿晶体的生长，产生晶粒尺寸增大且无针孔的钙钛矿薄膜，缺陷密度显着降低。3. 经过 GDA 修改的钙钛矿太阳电池表现出开路电压（接近1.2V）和填充因子的显着改善，从而使功率转换效率从 22.6% 提高到 24.7%。此外，GDA 器件在最大功率点和 85°C 热量下的稳定性均优于对照器件。█ 研究背景钙钛矿太阳能电池因具理论上可达25%的高转换效率,受到广泛关注，但钙钛矿材料易受温湿度影响降解,SnO2与钙钛矿界面难以实现有效电荷传输,使实际效率较预期低,制约了商业化进程。如何提升钙钛矿太阳电池转换效率和长期稳定性是当前研究热点。充分发挥精密量测设备的优势,开发高性能钙钛矿材料与界面工程技术,实现电池效率和稳定性的同步提升,是目前的研究方向。█ 研究成果陕西师范大学向万春团队设计开发出甘蓝胺(GDA)分子材料,优化SnO2与钙钛矿界面。X射线衍射分析表明,GDA调控钙钛矿晶粒生长,生成高质量钙钛矿薄膜,增加晶粒尺寸,降低缺陷密度。此外，GDA 可以调节钙钛矿的生长以形成高质量的薄膜，从而减少缺陷和相关的非辐射电荷复合。因此，经过GDA修饰的 PSC 表现出接近1.2 V的令人印象深刻的VOC和 24.70%的效率，高于对照器件的22.60%和离子类似物醋酸胍(GAAc)修饰的PSC的24.22%，同时迟滞现象减少最后，与对照和GAAc修改的器件相比，GDA 修改也大大提高了最大功率点 (MPP)跟踪和85 °C热量下的器件稳定性。该研究成果发表在《Angewandte Chemie International Edition》█ 研究方法采用设备本研究采用光焱科技AM1.5G太阳光模拟器(AAA class solar simulator)以及Si标准参考电池SRC2020(NREL-certified silicon cell )，量子效率量测设备 QE-R。█ 结果与讨论要点1：分子与SnO2和钙钛矿的桥接作用研究团队选择GDA作为钙钛矿界面改性剂的原因有两方面：其一，GDA具有高热稳定性和良好的溶解性，在界面形成和沉积过程中能够提供稳定的支撑。其二，GDA分子含有羧基和GA基团，可以与SnO2和钙钛矿形成强的配位作用，从而在两者之间建立桥梁，改善界面接触，有助于提高载流子传输效率和减少电荷复合。研究团队通过实验和密度泛函理论计算证明了GDA与SnO2之间的化学相互作用，主要源于GDA中的羧基与SnO2表面的欠配位Sn4+结合。傅里叶变换红外光谱（FTIR）测量也支持了这一观点，显示出GDA分子与SnO2层之间的相互作用。要点2：GDA对SnO2层的改性研究团队使用顶视扫描电子显微镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）表征了GDA对SnO2层形貌和粗糙度的影响。GDA修饰导致SnO2表面的纳米粒子层变得更加均匀和连续，粗糙度减小，有利于钙钛矿薄膜的均匀成核和结晶，从而提高界面电荷转移效率。通过紫外光电子能谱（UPS）测量，研究团队观察到经过GDA修饰的SnO2能级发生改变，费米能级上升，有利于界面电荷传输。这些结果进一步表明，GDA修饰影响了SnO2的能级结构，从而改善了PSC界面性能。要点3：下界面改性对钙钛矿层的影响研究团队研究了经过GDA改性和未经GDA改性的SnO2层上钙钛矿层的性能。通过SEM和XRD表征，研究团队发现GDA修饰有助于形成更平坦和致密的钙钛矿薄膜，提高了结晶度。这对于减少电荷缺陷和提高电荷传输效率非常重要。要点4：下界面改性对钙钛矿薄膜结晶的影响通过原位XRD测量，研究团队研究了GDA修饰对钙钛矿薄膜结晶过程的影响。结果显示，GDA改性影响了中间相的形成，导致晶格膨胀。此外，研究团队发现GDA修饰还影响了钙钛矿薄膜的晶粒尺寸和结晶动力学，进一步改善了薄膜质量。要点5：器件性能与稳定性研究团队制备了经过GDA修饰和未经GDA修饰的PSC，并评估了它们的性能和稳定性。结果显示，经过GDA修饰的器件在光电转换效率（PCE）和稳定性方面都表现出优势。GDA改性有助于抑制非辐射电荷复合，提高载流子提取效率，并减少界面陷阱密度。这导致了更高的PCE和更好的稳定性。█ 结论该研究运用精密的光伏测试设备,开发出甘蓝胺分子材料修饰SnO2/钙钛矿界面,显著提升了钙钛矿太阳电池的转换效率和长期稳定性。研究证明先进测试设备的应用为材料开发提供了有力支撐,也为实现高效稳定钙钛矿太阳电池的低成本批量生产提出了新的设计思路。期待不同领域的产学研单位通力合作,加快高效钙钛矿太阳电池的实际应用进程。

光焱科技股份有限公司将参加【2023国际半导体展SEMICON】,9/06– 9/08 在台北南港展览馆 1 馆 4 楼 L0827 号摊位。SEMICON Taiwan国际半导体展是一个集结全球具有影响力的厂商、人才和技术的重要平台,不仅提供深入的资讯,还有助于开创新的市场机遇。此展览被誉为台北具国际化的半导体专业盛事,在全球半导体产业中具有极大的影响力,同时也名列第二大半导体专业展览之列。该展览不仅能够链接完整的微电子产业生态系统,还为产业、政府、学术界和研究机构之间建立了一座畅通无阻的合作桥梁。此外,它也扮演着企业与全球接轨的重要门户角色。作为见证商业合作巨大成就的重要平台,SEMICON Taiwan秉持着三大核心目标: 推动技术演进、促进合作交流。透过多元化的展览内容和活动,该展览不断提供最贴近企业各种需求的宣传渠道。并于9/8(星期五) 10: 40~11:00 于4楼的TechXPOT舞台创新技术发表会将发表“单光子雪崩二极管光电效应的测量技术与实际应用"之主题内容,欢迎您一同前来共襄盛举!地址: 台北市南港区经贸二路1号

这家新创公司计划利用资金吸引更多人才,并扩展到3D扫描和工业自动化等多个新产业。Ubicept起源于MIT和威斯康星大学麦迪逊分校的实验室,正在重新定义计算机视觉领域的界限。传统的计算机视觉依赖过时的“静态帧"方法,而Ubicept跳过此旧逻辑,直接利用SPAD单光子传感器将摄像传感器上接收到的单个光子转换为可靠的计算机视觉输出。由此产生的感知系统可以在严苛光照条件下运行,捕捉高速运动的清晰图像,甚至可以“看"到转角后面的景象。Ubicept的目标售价与传统摄像头系统相似。公司联合创始人兼CEO Sebastian Bauer表示:“我们对这一重大里程碑感到兴奋。这笔资金将支持我们加速努力,改变计算机‘看’和理解世界的方式,特别是在有挑战的环境中。" Ubiquity Ventures的Sunil Nagaraj补充道:“Ubicept是一家采用‘计数单个光子’方法进行计算机视觉的公司。我看到当前对此新一代感知技术及其解锁的使用案例有巨大需求。" Nagaraj先生也加入了Ubicept的董事会。E14 Fund的执行合伙人Habib Haddad增加道:“单光子传感器在过去几年中的发展显著加快,智能手机制造商也将其添加到设备中用于深度感测。Ubicept为此类传感器添加的处理将使其广泛用于通用成像和各种计算机视觉应用。其输出质量远胜于传统传感器。"这笔新资金将用于扩充Ubicept团队,获取更多知识产权,并将产品带给更多跨行业客户。这笔投资将增强Ubicept在单光子计算机视觉领域的地位。Ubicept是一家计算机视觉创业公司,源于MIT和UW-麦迪逊的实验室。该公司正在开发先进的计算机视觉和图像处理算法,使用对单光子敏感的图像传感器,可以在严苛光照条件下工作,迅速捕捉运动,甚至可以看到转角后的景象。Ubiquity Ventures是一家早期阶段的机构风险资本公司,投资于“屏幕外软件"创业公司,管理的资产超过1.5亿美元。Ubiquity的投资组合包括利用智能硬件或机器学习解决商业难题的B2B技术公司,这些问题超出了电脑和智能手机的范畴。通过将现实世界的物理问题转化为软件领域,Ubiquity的创业公司可进入巨大的绿地市场,并提供更有效的解决方案。

💼 让我们共同开创光电的新业界 💼亲爱的行业伙伴和朋友们， 第24届中国国际光电博览会即将到来，光焱科技Enlitech，真诚地邀请您与我们一同探讨光电领域的最新动态与趋势！【展会详细信息】日期：2023年9月6日 - 2023年9月8日位置：第24届中国国际光电博览会，6馆摊位编号：6E85、6E86第六馆CIOE智能传感展区重点展示了激光雷达技术，反映了其在智能感知技术及应用解决方案中的核心地位。上届展会的观众数据统计已经证明了激光雷达在行业中的巨大影响力，具体如下：参观人数：89,925参观人次：145,024如果您是以下领域开发人员，我们真诚地期待与您在展会上的深入交流，共同探讨合作与发展的无限可能性！激光雷达 (Lidar)：激光雷达SPAD (Single Photon Avalanche Diode)：单光子雪崩二极管APD (Avalanche Photodiode)：雪崩光电二极管PD (Photodiode)：光电二极管CIS (CMOS Image Sensor)：CMOS图像传感器请与我们在中国国际光电博览会上相聚，一同见证光电行业的辉煌篇章！

本文将为您介绍何谓量子效率光谱，以及CIS影像晶片常见的4种制程缺陷。SG-A_CMOS 商用级图像传感器测试仪相较于传统光学检测设备可以提供更精细的缺陷检测资讯，有助于使用者全面了解CIS影像晶片的性能表现。量子效率光谱是CIS影像晶片的关键参数之一，可以反映CIS影像晶片对不同波长下的感光能力，进而影响影像的成像质量。1. 什么是CIS影像晶片的量子效率光谱？CIS影像晶片的量子效率光谱是指在不同波长下，CIS晶片对光的响应效率。物理上，光子的能量与其波长成反比，因此，不同波长的光子对CIS影像晶片产生的响应效率也不同。量子效率光谱可以反映传感器在不同波长下的响应能力，帮助人们理解传感器的灵敏度和色彩还原能力等特性。通常，传感器的量子效率光谱会在可见光波段范围内呈现出不同的特征，如波峰和波谷，这些特征也直接影响着传感器的成像质量。2. Quantum Efficiency Spectrum 量子效率光谱可以解析CIS影像晶片内部的缺陷，常见的有下四种：BSI processing designOptical Crosstalk inspectionColor filter quality and performanceSi wafer THK condition in BSI processing3. 透过量子效率光谱解析常见的4种制程缺陷A. 什么是BSI制程？(1) BSI的运作方式BSI全名是Back-Side Illumination．是指"背照式"影像传感器的制造工艺，它相对于传统的"正面照射"(FSI, Front-Side Illumination)影像传感器，能够提高影像传感器的光学性能，特别是在各波长的感光效率的大幅提升。在BSI制程中，像素置于矽基板的背面，光通过矽基板进入感光像素，减少了前面的传输层和金属线路的干扰，提高了光的利用率和绕射效应，进而提高了影像传感器的解析度和灵敏度。(2) 传统的"正面照射"(FSI, Front-Side Illumination)图像传感器的工作方式FSI 是一种传统的图像传感器制程技术,光线透过透镜后,从图像传感器的正面照射到图像传感器的感光面,因此需要在感光面(黄色方框, Silicon)的上方放置一些电路和金属线,这些元件会遮挡一部分光线,降低图像传感器的光量利用率,影响图像的品质。相对地,BSI 技术是在感光面的背面,也就是基板反面制作出感光元件,让光线可以直接进入到感光面,这样就可以最大限度地提高光量利用率,提高图像的品质,并且不需要额外的电路和金属线的遮挡,因此也可以实现更高的像素密度和更快的图像读取速度。(3) 为什么BSI工艺重要?BSI工艺是重要的制造技术之一,可以大幅提升CIS图像传感器的感光度和量子效率,因此对于低光照环境下的图像采集有很大的帮助。BSI工艺还可以提高图像传感器的分辨率、动态范围和信噪比等性能,使得图像质量更加优良。由于现今图像应用日益广泛,对图像质量和性能要求也越来越高,因此BSI工艺在现代图像传感器的制造中扮演着重要的角色。目前,BSI 技术已成为图像传感器的主流工艺技术之一,被广泛应用于各种高阶图像产品中。(4) 量子效率光谱如何评估BSI工艺的好坏如前述,在CIS图像芯片的制造过程中,不同波长的光子对于图像芯片的感光能力有所不同。因此,量子效率光谱是一种可以检测图像芯片感光能力的方法。利用量子效率光谱,可以评估BSI工艺的好坏。Example-1如图,TSMC使用量子效率光谱分析了前照式FSI和背照式BSI两种工艺对RGB三原色的像素感光表现的差异。结果表明,BSI工艺可以大幅提高像素的感光度,将原本FSI的40%左右提高到将近60%的量子效率。上图 TSMC利用Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum(量子效率光谱)分析1.75μm的前照式FSI与背照式BSI两种工艺对RGB三原色的像素在不同波长下的感光表现差异。由量子效率光谱的结果显示,BSI工艺可以大幅提升像素的感光度,将原本FSI的40%左右提高到将近60%的量子效率。(Reference: tsmc CIS)。量子效率光谱的分析可以帮助工程师判断不同工艺对感光能力的影响,并且确定BSI工艺的优势。(5) 利用量子效率光谱分析不同BSI工艺工艺对CIS图像芯片感光能力的影响Example-2 如上图。Omnivision 采用Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum量子效率光谱分析采用TSMC 65nm工艺进行量产时,不同工艺工艺,对CIS图像芯片感光能力的影响。在1.4um像素尺寸使用BSI-1工艺与BSI-2的量子效率光谱比较下,可以显著的判断,BSI-2的量子效率较BSI-1有着将近10%的量子效率提升。代表着BSI-2的工艺可以让CIS图像芯片内部绝对感光能力可以提升10%((a)表)。此外,量子效率光谱是优化CIS图像芯片制造的重要工具。例如,在将BSI-2用于1.1um像素的工艺中,与1.4um像素的比较表明,在蓝光像素方面,BSI-2可以提供更高的感光效率,而在绿光和红光像素的感光能力方面,BSI-2的效果与1.4um像素相似。另外,Omnivision也利用量子效率光谱分析了TSMC 65nm工艺中不同BSI工艺工艺对CIS图像芯片感光能力的影响,发现BSI-2可以提高近10%的量子效率,从而使CIS图像芯片的感光能力提高10%。将BSI-2工艺用于1.1um像素的制造,并以量子效率光谱比较1.4um和1.1um像素。结果显示,使用BSI-2工艺的1.1um像素,在蓝色像素方面具有更高的感光效率,而在绿色和红色像素的感光能力方面与1.4um像素相近。这个结果显示,BSI-2工艺可以在保持像素尺寸的前提下提高CIS图像芯片的感光能力,进而提高图像质量。因此,利用量子效率光谱比较不同工艺工艺对CIS图像芯片的影响,可以为CIS制造优化提供重要参考。上图 Omnivision采用了Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum量子效率光谱,以分析TSMC 65nm工艺在量产时,不同工艺工艺对CIS图像芯片感光能力的影响。通过这种光谱分析技术,Omnivision能够精确地判断不同工艺工艺所产生的量子效率差异,并进一步分析出如何优化CIS图像芯片的感光能力。因此,Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum量子效率光谱分析是CIS工艺中一项重要的技术,可用于协助提高CIS图像芯片的质量和性能。(Reference: Omnivision BSI Technology.)B. Optical Crosstalk Inspection(1) 什么是Optical Crosstalk?CIS的optical cross-talk是指光线在图像芯片中行进时,由于折射、反射等原因,导致相邻像素之间的光相互干扰而产生的一种影响。(2) 为什么Optical Crosstalk的检测重要?在CIS图像芯片中,optical crosstalk是一个重要的问题,因为它会影响图像的品质和精度。optical crosstalk是由于像素之间的光学相互作用而产生的,导致相邻像素的光信号互相干扰,进而影响到像素之间的区别度和对比度。因此,降低optical cross-talk是提高CIS图像芯片品质的重要目标之一。(3) 如何利用QE光谱来检测CIS 的Crosstalk?量子效率(QE)光谱可用于检测CMOS图像传感器(CIS)的串音问题。通过测量CIS在不同波长下的QE,可以检测CIS中是否存在串音问题。当CIS中存在串音问题时,在某些波长下可能会观察到QE异常。在这种情况下,可以采取相应的措施来降低串音,例如优化CIS设计或改进工艺。缩小像素尺寸对于高分辨率成像和量子图像传感器是绝对必要的。如上图,TSMC利用45nm 先进CMOS工艺,来制作0.9um 像素用于堆叠式CIS。而optical crosstalk光学串扰对于SNR与成像品质有着显著的影响。因此,TSMC采用了一种像素工艺,来改善这种optical crosstalk光学串扰。结构如下图。结构(a)是控制像素。光的路径线为ML(Microlens)、CF (Color Filter)、PD(Photodiode, 感光层)。而在optical crosstalk影响的示意图,如绿色线的轨迹。光子由相邻的像素单元进入后,因为多层结构的折射,入射到中间的PD感光区,造成串扰讯号。TSMC设计结构(b) “深沟槽隔离(DTI)" 技术是为了在不牺牲并行暗性能的情况下抑制光学串扰。由(b)可以发现,DTI所形成的沟槽可以隔离原本会产生光学串扰的光子入射到中间的感光Photodiode区,抑制了串扰并提高了SNR。像素的横截面示意图 (a) 控制像素; (b)串扰改善像素。Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum of two different structure CISs. 在该图中,展示了0.9um像素的量子效率光谱,其中虚线代表控制的0.9um像素(a),实线代表改进的0.9um像素(b)。由于栅格结构的光学孔径面积略微变小,因此光学串扰得到了极大的抑制。光学串扰抑制的直接证据,在量子效率光谱上得到体现。图中三个黄色箭头指出了R、G、B通道的串扰抑制证据。蓝光通道和红光通道反应略微下降,但是通过新开发的颜色滤光片材料,绿光通道的量子效率得到了提升。利用Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum技术可以直接证明光学串扰的抑制现象。对于不同的CIS图像芯片,可以通过量子效率光谱测试来比较它们在不同波长下的量子效率响应,进而分辨optical crosstalk是否得到抑制。上图展示了0.9um像素的量子效率光谱,其中虚线代表控制的0.9um像素(a),实线代表改进的0.9um像素(b)。由于栅格结构的光学孔径面积略微变小,因此光学串扰得到了极大的抑制。光学串扰抑制的直接证据,在量子效率光谱上得到体现。图中三个黄色箭头指出了R、G、B通道的串扰抑制证据。C. Color filter quality inspection(1) 什么是CIS 的Color filter？CIS的Color filter是一种用于CIS图像芯片的光学滤光片。它被用于调整图像传感器中各个像素的光谱响应,以便使得CIS图像芯片可以感测和分离不同颜色的光,并将其转换为数字信号。Color filter通常包括红、绿、蓝三种基本的色彩滤光片。而对于各种不同filter排列而成的color filter array (CFA),可以参考下面的资料。最常见的CFA就是Bayer filter的排列,也就是每个单元会有一个B、一个R、与两个G的filter排列。Color filter在CIS图像芯片中扮演着非常重要的角色,其质量直接影响着图像的色彩再现效果。为了确保Color filter的性能符合设计要求,需要进行精确的光谱分析和质量检测。透过率光谱可以评估不同Color filter的光学性能;量子效率光谱可以检测Color filter与光电二极管的匹配程度。只有通过严格的质量检测,才能保证CIS芯片输出优质的图像。图 Color filter 如何组合在“Pixel"传感器中。一个像素单位会是由Micro Lens + CFA + Photodiode等三个主要部件构成。Color filter的主要作用是将入射的白光分解成不同的色光,并且选择性地遮挡某些色光,从而实现对不同波长光的选择性感光。(2) 为什么Color filter的检测重要?在CIS图像芯片中,每个像素上都会有一个color filter,用来选择性地感光RGB三种颜色的光线,从而实现对彩色图像的捕捉和处理。如果color filter的性能不好,会影响像素的感光度和光谱响应,进而影响图像的品质和精度。因此,优化color filter的性能对于提高CIS图像芯片的品质至关重要。Color filter 的检测是十分重要的,因为color filter 的品质和稳定性会直接影响到CIS 图像芯片的色彩精确度和对比度,进而影响整个图像的品质和清晰度。如果color filter 存在缺陷或不均匀的情况,就会导致图像中某些颜色的偏移、失真、色彩不均等问题。因此,对color filter 进行严格的检测,可以帮助制造商确保其性能和品质符合设计要求,从而提高CIS 图像芯片的生产效率和产品的可靠性。(3) 如何利用QE光谱来检测CIS 的Color filter quality?CIS的Color filter通常是由一种称为“有机色料"(organic dyes or pigments)的物质制成,这些有机色料能够选择性地吸收特定波长的光,以产生所需的颜色滤波效果。这些有机色料通常是透过涂布技术将它们沉积在玻璃或硅基板上形成彩色滤光片。量子效率(QE)光谱可以测量CIS在不同波长下的感光度,从而确定Color filter的品质和性能。正常情况下,Color filter应该能够适当地分离不同波长的光,并且在光学过程中产生较小的串扰。因此,如果在特定波长下的量子效率比预期值低,可能是由于Color filter的品质或性能问题引起的。通过对量子效率 (QE)光谱的分析,可以确定Color filter的性能是否符合设计要求,并提前进行相应的调整和优化。TSMC利用Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum晶片级量子效率光谱技术,对不同的绿色滤光片材料进行检测,以评估其对CIS图像芯片的感光能力和光学串扰的影响。如上图,TSMC的CIS工艺流程利用Wafer Level Quantum Efficiency Spectrum的光谱技术,针对不同的绿色滤光片材料进行检测,以评估其对CIS图像芯片的感光能力和光学串扰的影响。晶圆级量子效率光谱显示了三种不同Color filter材料(Green_1, Green_2和Green_3)的特性。透过比较这三种材料,可以发现:(1) 主要绿色峰值位置偏移至550nm(2) 绿光和蓝光通道的optical crosstalk现象显著降低(3) 绿光和红光通道的optical crosstalk现象显著增加。通过对量子效率(QE)光谱的分析,可以确定Color filter的性能是否符合设计要求,并提前进行相应的调整和优化。以确保滤光片材料的特性符合设计要求,并且保证图像的品质和精度,提高CIS图像芯片的可靠性和稳定性。D. Si 晶圆厚度控制(1) 什么是Si 晶圆厚度控制?当我们在制造BSI CIS图像芯片时,需要使用一种称为"减薄(thin down)"的工艺来将晶圆变得更薄。这减薄后的晶圆厚度会直接影响CIS芯片的感光度,因此晶圆的厚度对图像芯片的感光性能和质量都有很大的影响。为了确保图像芯片能够正常工作,我们需要使用"Si 晶圆厚度控制"工艺来精确地控制晶圆的厚度。这样可以确保我们减薄出来的晶圆厚度能够符合设计要求,同时也可以提高图像芯片的产品良率。BSI的流程图。采用BSI工艺的CIS图像芯片,会有一道重要的工艺“减薄"(Thin down), 也就是将晶圆的厚度减少到一定的程度。(2) Si 晶圆厚度控制工艺监控中的量子效率检测非常重要在制造CIS芯片时,Si 晶圆厚度控制工艺的控制对于芯片的感光度有着直接的影响。这种影响可以透过量子效率光谱来观察,确保减薄后的CIS芯片拥有相当的光电转换量子效率。减薄后的晶圆会有一个最佳的厚度值,可以确保CIS芯片拥有最佳的光电转换量子效率。使用450nm、530nm和600nm三种波长,可以测试红色、绿色和蓝色通道的量子效率。实验结果显示了不同减薄厚度的CIS在蓝光、绿光、红光通道的量子效率值的变化。减薄厚度的偏差会对CIS的感光度产生直接的影响,进而影响量子效率的值。因此,量子效率的检测对于Si 晶圆厚度控制工艺的监控至关重要,以确保制造的CIS芯片具有稳定和一致的质量。下图显示了在不同减薄厚度下CIS图像芯片在蓝、绿、红三个光通道的量子效率值变化。蓝光通道的量子效率值是利用450nm波长测量的,当减薄后的厚度比标准厚度多0.3um时,其量子效率值会由52%下降至49%;当减薄后的厚度比标准厚度少0.3um时,蓝光通道的量子效率只略微低于52%。红光通道的量子效率值是利用600nm波长测量的,发现红光通道的表现在不同厚度下与蓝光通道相反,当减薄后的厚度比标准厚度少0.3um时,红光通道的量子效率显著地由44%下降至41%。在较厚的条件(+0.3um)下,红光通道的量子效率并没有显著的变化。绿光通道的量子效率值是以530nm波长测量的,在三种厚度条件下(STD THK ± 0.3um),绿光通道的量子效率没有显著的变化。利用不同的Si晶圆厚度(THK)对CIS图像芯片的量子效率进行测试,测试波长分别为600nm、530nm和450nm,并且针对红色、绿色和蓝色通道的量子效率进行评估。结果显示,在绿光通道方面,Si晶圆厚度的变化在±0.3um范围内,530nm波段的量子效率并未有明显变化。但是,在红光通道方面,随着Si晶圆厚度的下降,量子效率会有显著的下降。而在蓝光通道450nm的情况下,量子效率会随着Si晶圆厚度的下降而有显著的下降。这些结果表明,Si晶圆厚度对于CIS图像芯片的量子效率有重要的影响,且不同通道的影响程度不同。因此,在制造CIS图像芯片时需要精确地控制Si晶圆厚度,以确保产品的质量和性能。

【重点摘要】中國国家纳米科学中心丁黎明教授团队利用自然干燥法成功制备高效钛矿太阳能电池。通过溶液互扩散制备组分梯度铅卤化物薄膜,高通量筛选适合自然干燥的组分。优化后的铅卤化物锂离子电池效率达23.28%,打破自然干燥法效率纪录。【研究背景】铅卤化物是一类新型的光伏材料,具有潜在的低成本和高效率优势,被广泛应用于锂离子电池中。但铅卤化物材料往往需要通过快速干燥等特殊方法来获得良好的薄膜质量。如果能利用简单的自然干燥法制备高效的铅卤化物锂离子电池,将为其大规模低成本生产提供可能。但是自然干燥法制备的铅卤化物薄膜往往缺乏致密性,电池效率较低。如何实现自然干燥法制备高效铅卤化物锂离子电池,是当前研究的关键难点之一。【研究成果】 中國国家纳米科学中心(Center for Excellence in Nanoscience (CAS))丁黎明教授团队最近在《低碳科技》杂志发表研究成果,利用自然干燥法成功制备出了效率达23.28%的铅卤化物锂离子电池。这一效率创下了自然干燥法制备铅卤化物电池的最高纪录。研究人员的关键突破在于利用溶液互扩散的方法制备出组分梯度的铅卤化物薄膜。这种梯度薄膜包含了两种铅卤化物组分间所有比例的连续变化。通过观察薄膜在不同组分位置的形貌,可以快速筛选出适合自然干燥的组分。最终,研究团队找到了CsPbI2Br、FA0.4Cs0.6PbI3等几种适合的组分。在此基础上,他们进一步优化了FA0.95Cs0.05PbI3的配方,加入PbI2和MACl等添加剂,大大改善了其自然干燥形成的薄膜性质。最终使其在室温自然干燥条件下制备出高效率的铅卤化物锂离子电池。(该研究成果已于2022年8月在《低碳科技》杂志发表)【研究方法】 研究人员的溶液互扩散法制备组分梯度铅卤化物薄膜的具体步骤如下:先在基板上滴加两种不同组分的铅卤化物溶液,通过溶液的自发扩散使其合并成一个液滴,然后在室温下自然干燥。两种溶液的组分通过扩散形成浓度梯度,并在干燥后形成组分连续变化的梯度铅卤化物薄膜。这种梯度薄膜包含了两个组分间所有的比例,可以同时观察不同组分比例的薄膜形貌。根据薄膜形貌的致密性筛选出适合自然干燥的组分。此外,研究人员还通过在高温下干燥薄膜的方法,筛选出能在高温条件下形成致密薄膜的组分。最后,在筛选出的组分基础上,通过调整PbI2、MACl等添加剂的量,优化了FA0.95Cs0.05PbI3薄膜的自然干燥性能。【测试方法】 本研究使用光焱科技(Enli Tech)太阳光模拟器作为光源。光强度(AM 1.5G,100 mW/cm2)使用NIM校准的硅参考电池(Enli SRC 2020,2 cm × 2 cm)进行校准。使用红外截止滤光片来校准光强度。J-V 和稳态PCE 是通过在手套箱中使用数码源表进行测量。【结论】 本研究通过溶液互扩散法制备组分梯度铅卤化物薄膜,快速筛选出几种适合自然干燥的组分。研究人员优化了FA0.95Cs0.05PbI3的配方,使其自然干燥后的效率可达23.28%。该研究为大规模低成本制备铅卤化物太阳能电池提供了新思路。

新加坡科技研究局微电子研究所Institute of Microelectronics Agency for Science的Venkataraman等人与奥地利Nexgen Wafer Systems公司以及新加坡格罗方德公司GlobalFoundries的工程师组成研究团队,共同开发出一种新的晶圆背面抛光技术。在光检测与测距(LiDAR)等各种应用中,背照式三维堆叠CMOS图像传感器备受该领域专家们关注。这种三维集成器件的重要挑战之一,是对单光子雪崩二极管(SPAD)晶圆的精确背面抛光,该晶圆与CMOS晶圆堆叠,晶圆背面抛光通常通过背面研磨和掺杂敏感湿法化学蚀刻硅的组合来实现。研究团队开发了一种湿法蚀刻工艺,基于HF:HNO3:CH3COOH定制化学试剂,能够在p+/ p硅过渡层实现蚀刻停止,掺杂剂选择性高达90:1。他们证明了全晶圆300mm内厚度变化仅约300nm的可行性。此外,也对HNA蚀刻硅表面的着色和表面粗糙度进行了表征,最后,提出一种湿法锥蚀方法来降低表面粗糙度。该研究成果发表于2023年5月30日至6月2日在美国佛罗里达州奥兰多召开的第73届电子组件与技术会议(ECTC)上。论文录用日期为2023年8月3日,并被IEEE Xplore 收录。这项突破将有可能推动背照式CMOS图像传感器在汽车智能驱动等领域的应用。

随着可再生能源的快速发展,太阳能光伏产业正在蓬勃成长。为了测试太阳能电池的发电效率,需要使用太阳光模拟器进行室内模拟。LED光源由于具备节能、寿命长等优点,已成为太阳光模拟器的主流灯源之一。但在应用时,LED灯源也存在一些缺点和限制。本文将讨论LED太阳光模拟器在测试钙钛矿太阳能电池时的优劣分析。什么是LED?LED (Light Emitting Diode) 是一种二极管照明装置,它能把电能转换成光能。是由一个半导体材料制成的,当电流流过时可发出光。所发之光的颜色可以是红、黄、绿、蓝或白色,是根据不同的半导体材料而定。优点包括高效率、长寿命、节能省电、可调光、快速发亮,绿色环保。因此,LED已经广泛应用于各种照明、显示器和通信系统等领域。LED (Light Emitting Diode) 光源本身拥有许多优点,其中相当著名的特点如下:高效率:转换能效高,目前研发上可以转换85% 的电能为光能。寿命长:寿命非常长,在结温保持在25度的条件下,通常可以达到10,000 小时以上。节能省电:比传统灯具更省电,能减少80% 的能源消耗。可调光:LED 光源可以调节亮度,可以根据环境需求适当调整。快速发亮:点亮速度非常快,在开关时不需要等待时间。环保:LED 产品不含有毒物质,不会对环境造成危害。将LED作为太阳光模拟器灯源又有什么优点?根据LED灯源的特性,太阳光模拟器制造商通常会强调使用LED灯作为太阳光模拟器灯源有下列7点优势:色温可调:可以根据不同的需求,调整色温,用以模拟不同的日照情况。可控性高:可以根据不同的模拟需求,进行亮度和色温的调整。省电:耗电比传统的灯具灯源更低。环保:LED灯源不含有毒物质,对环境无害。寿命较长:LED光源的宣称寿命非常长,可以标榜可达10,000 小时以上,但前提是结温(Junction Temperature)恒定在25°C的条件下应用广泛:可用于各种植物照明、人工智能研究、光学研究、生物研究、摄影棚照明等领域可以模拟多种天气状态,如晴天,阴天等。但LED灯真的这么好吗?长效寿命的定义与迷思LED寿命是指在特定温度条件与特定电流条件下,维持发光亮度至少70%时间的时间。其计算方式是以发光二极管的发光亮度衰减到剩原始亮度的70%,所需经历的时间为作为衡量标准,然而测试实验通常用多个灯泡为一组的实验中进行,当同组平均一半以上数量的LED灯光亮度衰减到70%的时候,其平均时间就是该LED灯泡群体的平均寿命,但寿命长度实验通常是在特定安排的理想使用环境条件下所量测评估的,例如必须控制温度、电流、环境等。常见的控制条件有在结温(Junction Temperature) 25°C下,2 mA特定电流条件下,进行发光强度与时间的寿命监控等等。换言之,一旦使用的环境条件不符该LED灯在实验室量测标准条件,将会大幅影响寿命。用LED作为光伏用太阳模拟器灯源不好吗?实际缺点与潜在问题理论上,更高的驱动电流会增加光输出。但伴随而来的是会增加耗损功率且在最终造成光输出和效率的损失。此外,较高的温度也会导致LED 的正向电压降低,从而使恒流源的耗损功率更高。因此同样地,LED 的主波长、光输出和正向电压相互影响,如下方所列。 (参考资料: NEWARK )光输出与电参数和热参数之间的关系电、热、光,三种要素均会影响LED 的输出特性。图2.解释了光输出与电参数和热参数之间的关联。容易热衰竭的LED灯--光输出随温度升高而降低据文献指出,AlInGaP 四元LED 对热相当敏感,我们可以从实验中了解,白光 LED 的光通量要保持>80%,其结温就必须保持在 100°C 以下。而在琥珀色的LED,输出光通量也明显随着结温的升高而急剧下降。上图为结温与光通量的关系。容易随着温度变脸的LED灯----主波长(颜色变化)随温度变化TJ 增加波长或颜色会偏移,LED的主波长取决于结温,我们可以在下列附表中看到依颜色划分的1瓦高亮度的典型值,表中可很明显发现,琥珀色是相当敏感的,因为它会移动 0.09nm/°C。所以我们假设室内照明的环境情境,室温范围为10 至 40 摄氏度,那么在 30 摄氏度的温度范围内,琥珀色的主波长偏移为2.7 纳米 (40 - 10 * 0.09)。场面越热,LED越Down----正向电压随温度降低使用LED的研究人员不能不知道,当温度升高时,VF 降低 2mV/°C,虽然 LED 串联连接时,因为它驱动恒流,所以VF 变化应该不是一个严重的问题。但是如果LED是并联,VF就会随着温度升高而下降,导致电流增加。随着电流增加,TJ 就随之继续增加,导致 VF 更进一步下降,不断交互影响,直至达到平衡。反之,随着低温 VF 增加,就导致电流下降,这可能使得在恒压操作LED灯的环境下难以获得所需的固定光度。热到不想动的LED----寿命随温度降低LED 的可靠性是结温的直接函数,较高的结温往往会缩短LED 的使用寿命。而IES LM-80-08 是一项标准,规范了LED 制造商和照明制造商如何测试LED 组件,用以确定其随时间推移变化的发光性能。而LED 的 L70 寿命就是定义了LED 输出流明在25°C条件下,从100% 降低到70% 所经历的时间(如下图)。LM-80-08 报告用于预测各种温度和驱动电流操作环境下的LED 流明维持率。下图解释了L70寿命与结温之间的关系。据观察,LED 寿命随着结温的升高而降低,在85°C下,LED 寿命均小于1200小时。(参考资料: MDPI)The attained total radiant flux maintenance results of the mid-power blue LEDs, sorted by case temperature and forward current.LM-80-08 报告:中功率蓝色 LED在各外壳温度与正向电流下的LED 流明维持率。(参考资料: MDPI)

本文重点:1. 平面定向的发光偶极必须在时域和能量域上都展现延伸的各向异性动力学,这是研发高效OLEDs的必要条件。2. 通过在平面定向的Exitplex杂合体中引入Ir(ppy)2(acac),可以抑制主宾体散射,使发光偶极的各向异性动力学延伸      至微秒量级。3. 采用延伸各向异性动力学的Ir(ppy)2(acac):杂合体系统成功实现了高达34.01%的外量子效率。明志科技大学有机电子研究中心主任兼工程学院副院长刘舜维教授、中国台湾大学化学系汪根欉教授以及美国田纳西大学先进材料与制造工程研究所材料科学系胡斌教授三方研究团队,近日共同在《先进光学材料》(Advanced Optical Materials)期刊发表研究报告。该研究基于平面定向的Exitplex杂合体[BCzPh:CN-T2T]主体,使用包括时间解析和稳态两种光聚合物各向异性度量方法,全面研究了发光偶极在时间和能量两个维度的各向异性动力学特征。研究结果发现,相较于随机定向的发光偶极,设计能够形成平面定向的发光偶极是研发高效OLEDs的关键方法之一,这可以显著提高光的提取效率。但是,平面定向的发光偶极必须同时在时域和能量域都展现足够的偏振记忆效应,使各向异性动力学延伸至整个发光寿命时间范围,这才能大程度地增强OLED的光提取率。该研究充分证明,这种延伸的各向异性动力学是研发高效OLEDs的必要条件。研究团队将平面配置的红色磷光体Ir(ppy)2(acac)以很低的摩尔浓度分散于平面定向的Exitplex杂合体[BCzPh:CN-T2T]主体之中,构建了发光层。结果发现,平面定向的杂合体主体可以通过抑制主宾体之间的库仑散射,显著延长磷光体发光偶极的各向异性动力学,使其从纳秒量级延伸到微秒量级,与磷光寿命时间范围相当。这满足了采用Ir(ppy)2(acac):杂合体系统来提高OLED光提取效率的必要时域条件。更重要的是,研究还发现,在抑制主宾体库仑散射的情况下,高能态的发光偶极也可在杂合体主体的作用下维持延伸的各向异性动力学,而不会随着热电子从高能态松弛至LUMO而随机化。这是由于杂合体主体的偏振记忆效应不仅影响低能态,也可维持高能态发光偶极的平面定向分布。综合时域和能量域两个维度的研究结果可以看出,发光偶极延伸的各向异性动力学是研发高效OLEDs的必要条件。最终,采用延伸各向异性动力学的Ir(ppy)2(acac):杂合体系统成功实现了高达34.01%的外量子效率。该成果为进一步提升OLED性能提供了有力指导,将促进高效OLED显示技术的进一步研发。本次研究,团队采用了光焱科技Enlitech所设计生产的超低光源光致发光量子产率高校量测设备LQ-100X-PL,Enlitech所设计的LQ-100X-PL采整合型设计,精心严选高档用料材质,设备寿命长,且拥有软、硬件整合与调校,凭借光焱科技多年量测PLQY经验,出场即校正完成,即装即用,可大幅免除自行搭建设备的难度与光强不足等扰人问题。LQ-100X-PL采用LED光源设计,整体结构紧凑,尺寸仅502.4mm(L) x 322.5mm(W) x 352mm(H),可整合手套箱,并在搭配定制样品盒下,不论研究产品是薄膜、粉末、液体型态,让研究人员十秒内完成待测物量测装载,超快速精准且方便进行PLQY量测,无须烦恼样品尺寸与积分球开口尺寸两难问题,整体量测结果精准、重复性高,更可以进行原位时间光谱解析,量测数据经得起投稿审查时高品质要求,且加上光焱科技Enlitech专业服务与销售团队服务,更能为PLQY量测进行把脉,让客户将心力专注于研究。

《Nature Communications》氯仿(Cl2-CF)光解生成氯气诱导钙钛矿晶体重构:华侨大学魏展画、谢立强等人实现高效、高稳定性的钙钛矿太阳能电池构建二维/三维鈣钛矿异质结是鈣钛矿太阳能电池表面钝化的有效方法。然而,过去的研究显示,仅通过沉积二维鈣钛矿物理地覆盖在三维鈣钛矿表面,体部三维鈣钛矿仍存在缺陷。近日,华侨大学魏展画、谢立强等人的研究团队在《Nature Communications》发表论文指出,他们提出采用氯气溶解氯仿(Cl2-CF)作为多功能溶剂,同时构建二维/三维鈣钛矿异质结以及诱导体部晶粒二次生长和缺陷钝化。这项研究为实现高效、高稳定性的鈣钛矿太阳能电池提供了新思路。首先,研究团队进行了一系列化学分析实验证实了Cl2-CF的组成。具体而言,他们利用硫酸钡、硝酸银试剂检测确认Cl2-CF中存在CO2和Cl- ;使用碘化鈣试纸检测确认存在Cl2。UV-vis吸收光谱结果显示,Cl2-CF具有氯气特征吸收峰,证实了氯仿在光照湿气条件下发生光解生成Cl2。为揭示Cl2-CF的反应活性,团队通过UV-vis光谱观察了不同鈣钛矿前驱体溶解在Cl2-CF中的吸收峰变化,证明Cl2-CF具有强氧化性,可以使碘离子氧化生成碘分子。接着,研究人员采用X射线衍射、GIWAXS等手段研究了Cl2-CF对鈣钛矿晶体结构的影响。结果显示,Cl2-CF处理鈣钛矿薄膜后,衍射峰强度提高、位置发生移位,证明处理过程中发生了Cl掺杂和鈣钛矿晶粒二次生长。通过XPS和EDS表征,团队进一步证实Cl2-CF处理可以将Cl-阴离子引入鈣钛矿体部并扩散到薄膜底侧,实现了鈣钛矿的Cl掺杂。基于上述发现,研究人员提出Cl2-CF溶剂既可诱导鈣钛矿晶粒二次生长,又可作为溶解大体积阳离子的后处理溶剂构建二维/三维异质结。为验证此设想,团队利用六氢溴化铵钝化鈣钛矿薄膜。结果表明,Cl2-CF溶解的六氢溴化铵可以与缺陷表面反应生成二维钝化层,与此同时Cl2诱导鈣钛矿晶粒二次生长,实现了表面钝化和体部结晶再生长的双重效应。SEM、AFM结果显示,二次生长后的鈣钛矿薄膜表面更加平滑。XRD和GIWAXS证实了二维鈣钛矿的形成。最后,通过氧化还原反应机理研究,团队指出Cl2与鈣钛矿中碘离子的反应是实现上述效果的关键所在。反应生成的Cl-扩散进入鈣钛矿体部和界面区域,降低了缺陷密度并抑制了非辐射复合。依托这一多功能溶剂体系,研究团队使用光焱科技Enlitech的太阳光模拟器SS-X系列以及量子效率检测仪QE-R检测实验结果,最终制备出效率高达24.21%的鈣钛矿太阳能电池,并得到显著提升的工作稳定性,在最大功率点持续一太阳光照条件下保持80%的初效率达905小时。该研究成果为实现高效、高稳定的鈣钛矿太阳能电池提供了崭新的思路。综合运用氯气溶解氯仿溶剂的氧化性质诱导鈣钛矿晶体缺陷钝化与二次生长,以及溶解大体积阳离子构建异质结的策略,或将为鈣钛矿太阳能电池的构装工艺提供新的灵感。当然,要实现商业化应用,还有待于进一步优化工艺以降低成本和提高重复性。a.Cl2-CF 形成过程图。 b. CF 和 Cl2-CF 以及溶解在 CF 和 Cl2-CF 中的 c. FAI 的紫外可见吸收光谱。 d. PVSK、PVSK-CF 和 PVSK-Cl2-CF 的晶粒尺寸分布。 e. Cl2-CF 和钙钛矿薄膜之间氧化还原反应的示意图。a PVSK、PVSK-CF 和 PVSK-Cl2-CF 的 Cl 2p XPS 谱。 b 钙钛矿薄膜底面的Cl含量。 c PVSK、PVSK-HABr/CF 和 PVSK-HABr/Cl2-CF 的晶粒尺寸分布。 d-f 掠入射广角 X 射线散射 (GIWAXS) 表征，掠射角为 0.5°。 g 纯电子器件的空间电荷限流（SCLC）测量。 h 钙钛矿薄膜的时间分辨光致发光（TRPL）和 i 稳态光致发光（PL）光谱。a 陷阱态密度 (tDOS)。 b 黑暗条件下偏压 0.9 V 的电化学阻抗谱 (EIS)。 c 开路瞬态光电压测量 (TPV)。 d 莫特-肖特基分析。 e 短路时的瞬态光电流 (TPC)。 f J-V 曲线在黑暗条件下测量。

如今，LiDAR在自动驾驶辅助系统（ADAS）、无人机、测距、人脸识别、数字相机等领域的应用越来越广泛，也变得越来越重要。现在，让我们回顾一下2019年的一项重要研究。在一项具有前瞻性的合作研究中，爱丁堡大学的Robert K. Henderson教授与STMicroelectronics影像部门合作，推动了基于单光子雪崩二极管（SPAD）的激光雷达（LiDAR）系统的发展，并在汽车应用领域取得了重大突破。他们的研究专注于优化SPAD的配置，以提升汽车LiDAR接收器的设计，并对该领域产生了深远影响。在Henderson教授的领导下，该团队进行了具有创新性的研究，重新定义了基于SPAD的LiDAR技术的能力。他们的研究成果发表在题为《用于LiDAR接收器验证的可重配置40纳米CMOS SPAD阵列》的关键论文中，对该领域具有重要影响。该研究以使用40纳米CMOS技术实现的可重配置SPAD阵列为核心，提供了像素配置的灵活性。该合作开发的测试芯片利用了Xilinx Kintex-7 FPGA进行高效的数据采集，实现了同时读取128个SPAD数字输出。这种能力可记录大量SPAD事件，为进一步分析提供关键数据。Henderson教授团队的关键突破之一是同步总和技术（SST），旨在优化基于SPAD的LiDAR系统的动态范围。通过有效地组合多个SPAD脉冲，SST技术相较于现有方法实现了显著提升，达到了7.5倍的增强。这一突破为长距离汽车LiDAR应用带来了新的可能性，解决了死时间瘫痪等问题，提高了对近距离高反射目标的检测能力。为了补充硬件开发，该团队还开发了一种强大的MATLAB模拟模型。该复杂模型通过考虑光子检测概率、像素配置、传感器吞吐量和偏置条件等多种参数，准确模拟了传感器的性能。利用模拟结果，研究人员能够确定不同像素配置下的最大成像距离，为传感器设计提供明智决策。2019年Henderson教授团队的合作研究是基于SPAD的汽车LiDAR系统领域的一项重大成就。他们的工作提升了LiDAR技术的能力，提供了更好的性能、增强的动态范围和更大的像素配置灵活性。随着对可靠且具有成本效益的自动驾驶系统需求的持续增长，这项研究的影响力不可低估。Henderson教授的团队与STMicroelectronics的合作为基于SPAD的LiDAR系统的未来突破铺平了道路。他们的发现为研究人员和从业者提供了宝贵见解，指导更高效和先进的自动驾驶技术的开发。这种合作研究的持久影响凸显了合作和创新在推动技术进步方面的力量。通过结合学术专业知识和行业经验，Henderson教授的团队与STMicroelectronics在基于SPAD的LiDAR系统方面取得了重要进展。可重配置的SPAD阵列，搭配SST技术和MATLAB模拟模型的支持，代表了实现更安全和更高效自动驾驶系统的重要一步。展望未来，这项合作研究的影响将继续塑造LiDAR系统的未来。这些具有变革性的发现将激发基于SPAD技术的更多进步，推动实现全自动驾驶车辆，并对整个汽车行业产生巨大的影响。

印度理工学院甘地纳加尔校区（IIT Gandhinagar）的Rupak Banerjee教授带领Tufan Paul组成的研究团队，于2023年7月13日在ACS Appl. Mater. Interfaces上发表了一项最新研究成果。该研究的主要目标是开发一种无铅的有机-无机卤化物钙钛矿材料，用于生物力学能量收集和压力感应应用。传统的有机-无机卤化物钙钛矿材料，如CH3NH3PbI3，具有优异的光电性能，但也存在长期稳定性差和铅污染的问题。因此，该团队探索了Cs2SnX6（X = Cl、Br和I）化合物作为一种环境友好和可持续的替代方案。这些化合物不含铅，并具有良好的环境稳定性和光电性能。此外，它们还可以与压电聚合物聚偏氟乙烯（PVDF）结合，制备自供电的压电纳米发电器（PENGs）。该研究使用了Enlitech的QE-R量子效率测量系统，进行了紫外可见反射光谱响应测量，QE-R量子效率系统可提供各种太阳能电池精准的EQE检测数据。搭配光焱（Enlitech）配套开发的自动化检查软件，使其IPCE、IQE和光谱响应数据的检测准确快速，QE-R量子效率光学仪的检测量子效率结果被高影响因子期刊广泛采用和引用。Rupak Banerjee教授团队使用溶剂热法合成了Cs2SnX6纳米结构，并与PVDF混合制成复合薄膜。他们发现，Cs2SnX6的加入可以增强PVDF中的电活性相，从而提高复合薄膜的压电性能。他们还使用第一原理密度泛函理论（DFT）计算来分析Cs2SnX6和PVDF之间的界面作用，揭示了钙钛矿和PVDF之间存在物理吸附作用，导致压电反应增强的机制。他们系统地改变了无机Cs2SnX6钙钛矿中的卤素离子，并研究了相应的PENGs的压电行为。此外，他们还测量了这些卤素钙钛矿基混合物的介电性质、压电反应幅度、压电输出信号和充电容量。在众多制备的薄膜中，最优化的Cs2SnI6_PVDF薄膜表现出最高的压电系数（d33）值，约为200 pm V–1，并且从压电力显微镜和极化滞回曲线测量中得到了约0.74 μC cm–2的剩余极化。最优化的Cs2SnI6_PVDF基设备在受到周期性垂直压缩时产生了约167 V的瞬时输出电压，约5.0 μA的电流和约835 μW的功率。该设备的输出电压用于对一个10 μF的电容器充电，充到2.2 V后，可以驱动一些商业LED。除了用作压力传感器，该设备还用于监测人体生理活动。该设备在环境中展示了出色的操作耐久性，证明了它在机械能量收集和压力感应应用方面的卓越潜力。这项研究为开发无铅卤化物钙钛矿材料提供了一种新的思路，并为利用生物力学能量驱动可穿戴设备和自供电系统提供了一种有效的方法。该研究团队表示，他们将继续优化这些材料和设备的性能，并探索更多的应用场景。

顶尖团队的选择在2023年7月10日出版的《纳米-微米快报》期刊上，北京理工大学材料科学与工程学院的研究人员在陈棋教授和陈煜教授的带领下，发表了一项有关提高钙钛矿太阳能电池稳定性的研究。该研究集中于通过改进空穴传输层的胶凝性能来提高太阳能电池的性能和寿命。这项研究提出了一种新的方法，通过使用对苯二甲酸（TA）修饰spiro-OMeTAD空穴传输层（HTL），形成凝胶状结构，从而提高钙钛矿太阳能电池（PSCs）的性能和稳定性。将TA添加到spiro-OMeTAD中会形成一种黄色透明的凝胶状聚合物网络，称为poly(TA)。HTL的凝胶化有效地提高了所得HTL的紧密性，并防止水分和氧气的渗透。此外，TA能够使钙钛矿缺陷被钝化，并促进从钙钛矿层到HTL的电荷传输。研究团队制备的基于凝胶化HTL的优化PSCs表现出PCE (22.52%)的高的转换效率和良好的器件稳定性。凝胶化的HTL还可以防止LiTFSI盐的聚集，并在潮湿条件下保持高导电性。研究团队开发的凝胶化HTL的PSCs，在25°C下连续照射1000小时后仍保持其初始PCE的85%，在25°C环境空气中连续照射2500小时后保持其初始PCE的92%。凝胶化HTL策略也应用于PTAA，并观察到类似的湿度稳定性改进。这些研究团队获得的发现为改进基于spiro-OMeTAD的HTL以实现高效稳定的PSCs提供了简单且有前景的策略。空穴传输层（HTL）。HTL是一种薄膜，有助于从钙钛矿层中提取正电荷（空穴）到电极。常用的HTL材料是spiro-OMeTAD，它具有良好的空穴迁移率和与钙钛矿材料的兼容性。然而，spiro-OMeTAD也存在一些缺点，如其原始状态下的导电性差和对湿度的敏感性。为了克服这些问题，通常会在spiro-OMeTAD中掺杂锂盐，例如LiTFSI，以提高其导电性并降低其能级。然而，掺杂锂盐也会引入新的问题，如由于LiTFSI的吸湿性导致HTL和钙钛矿层的降解，以及由于Li+离子的迁移导致J-V滞后现象的形成。因此，研究团队一直在探索各种改善HTL性能和稳定性的策略，例如开发新的HTL材料，使用替代掺杂剂，以及优化掺杂方法。在本文中，研究团队将回顾该领域最近的一些进展，并讨论其优点和局限性。材料：本文中的实验采用商业获得并按原样使用的材料，例如碘化铯（CsI，99.9％，Sigma-Aldrich）、碘化铅（PbI2，Xi’an Polymer Light Technology）、氯化甲基铵（MACl，Xi’an Polymer Light Technology）以及用于电荷传输层的材料（SnO2（15 wt％胶体分散液，Alfa）、2,2′,7,7′-四[N,N-二-4-甲氧基苯基]胺基]-9,9′-二苯并螺[5,5′-二(苯并)二噁咯]（spiro-OMeTAD，Xi’an Polymer Light Technology）、三氟甲磺酰亚胺锂盐（LiTFSI，99.95％，Sigma-Aldrich）、硫辛酸（TA，99％，Sigma-Aldrich））。使用的溶剂包括氯苯（CB，Sigma-Aldrich，99.9％）、N,N-二甲基甲酰胺（DMF，99.99％，Sigma-Aldrich）、二甲基亚砜（DMSO，99.5％，Sigma-Aldrich）、异丙醇（99.99％，Sigma-Aldrich）、乙腈（ACN，99.95％，Sigma-Aldrich）和tBP（99.9％，Sigma-Aldrich）。此外，氟甲酸铵（FAI，Dyesol）在购买后进行了进一步纯化。器件制备：研究团队将ITO基底用超纯水、丙酮和乙醇在超声系统中清洗30分钟。然后，用N2气干燥并经过UV-O3处理30分钟，以提高其润湿性。在基底上以4000 rpm的速度旋涂一层致密的SnO2层，并在150°C下热处理30分钟。在沉积钙钛矿薄膜之前，基底暴露于紫外光10分钟。对于PbI2前体，研究团队将PbI2和CsI溶解在DMF:DMSO的混合溶剂中，并在70°C下搅拌5小时。有机阳离子前体通过将FAI和MACl溶解在异丙醇中制备。两个溶液均经过0.22 μm的PTFE过滤器过滤。采用两步法制备钙钛矿薄膜：首先旋涂PbI2前体，然后是有机阳离子前体。在150°C下热处理10分钟后，旋涂空穴传输层（HTL）在钙钛矿薄膜上。使用了两种类型的HTL前体。对于参考HTL，使用了CB中的spiro-OMeTAD、TBP和LiTFSI的溶液。对于目标HTL，将TA加入到参考HTL溶液中。经过过夜氧化后，沉积了100 nm厚的Au膜作为背接触。使用金属阴影掩模定义了器件面积为0.0805 cm2。表征：研究团队使用Anton Paar仪器（Physica MCR 301，德国）进行了poly(TA)的流变学测量，采用平行板几何形状。应变扫描测量在25°C下进行，角应变范围为0.1至2500％，频率为0.5 Hz。温度扫描测量在25至100°C之间进行，应变为1％，频率为0.5 Hz。傅里叶变换红外光谱（FTIR）采用Magna-IR 750（Nicolet，美国）进行。采用Bruker AVANCE III 300 MHz NMR Spectrometer获得1H NMR光谱。使用Al Kα辐射采集了XPS数据的Axis Ultra XPS光谱仪（Kratos，英国）。使用Hitachi Regulus 8230进行了SEM成像。使用带有PRUM-TNIR-D-10探头的Bruker Dimension Icon IR进行了纳米FTIR实验。ToF–SIMS测量采用PHI NanoTOF II仪器（ULVAC-PHI，Inc.）与30 keV Bi+脉冲主离子束。使用UV–vis漫反射光谱仪（UV–vis DRS，日本Hitachi UH4150）获取了UV–vis吸收光谱。使用具有470 nm脉冲激光和基于galvo的扫描仪的激光扫描共焦显微镜（Enlitech，SPCM-1000）用于2D PL映射。使用带有Cu Kα辐射的Bruker D8 Advanced获得XRD数据。使用FLS1000（Edinburgh Instruments Ltd）和450 W的Xe灯进行了稳态PL和TRPL测量。使用源表（Keithley 2400）和AM1.5G光照从1000 W m-2太阳模拟器（SS-F5-3A，Enlitech）评估了PSC的光伏性能。J-V扫描以50 mV s-1的扫描速度在正向和反向方向进行。使用Enli Technology（中国台湾）EQE测量系统记录EQE曲线。校准的硅二极管用作EQE测量的参考。结果和讨论空穴传输层（HTL）的凝胶化TA是一种天然存在的小分子，具有疏水的1,2-二硫代璘和烷基链基团，以及亲水的羧酸基团。TA的结构包括动态共价二硫化键和非共价氢键，使其成为形成稳健连续网络的潜在交联剂。当TA溶解在氯苯中，并加入LiTFSI，它会发生凝胶化，形成一种黄色透明的凝胶状聚合物网络，称为poly(TA)。研究团队进行了流变学测量，研究了凝胶化行为。应变扫描测试显示，在约340％的振荡应变幅值处，凝胶向溶胶转变。在这个临界应变以下，凝胶网络保持稳定，但在存储模量（G’）和损耗模量（G"）交叉点附近的340％处发生失效。通过流变分析观察到，凝胶在50°C以上发生可逆的固态到液态转变。这种超分子聚合物在温度升高或被水稀释时会转变为黏稠的聚合物溶液。通过增加单体溶液的浓度或加入Fe3+，Pb2+，Zn2+和Ca2+等金属离子，可以提高凝胶的转变温度。FTIR分析证实了TA与LiTFSI之间的强相互作用，导致交联结构的形成。TA的添加促进了空穴传输层（HTL）前体溶液中凝胶的形成。如甲酸或乙醇等溶剂可以溶解凝胶，使研究团队能够在钙钛矿上制备HTL薄膜。与参考HTL相比，带有TA的凝胶HTL表现出了改善的薄膜形貌。SEM和AFM分析显示凝胶HTL薄膜具有均匀且致密的表面，表明TA在提高薄膜质量方面起到了作用。AFM-IR确认了凝胶HTL薄膜中TA的空间分布。a TA 交联聚合的示意图。 b TA聚合的图片。 c 应变扫描时聚 (TA) 凝胶的储能模量 (G’) 和损耗模量 (G")。 d TA（红色）、LiTFSI 和 TA 混合物（蓝色）、LiTFSI（黄色）的 FTIR 光谱。 e spiro-OMeTAD 和掺杂 TA 薄膜的 spiro-OMeTAD 的扫描电子显微镜 (SEM) 图像。 f 目标薄膜的 AFM 图像和 g 相应的纳米 FTIR 图像。红外频率为 1693 cm–1 的纳米 FTIR（与 TA 的 C = O 伸缩吸收共振）提高湿度稳定性研究团队使用ToF-SIMS映射评估了凝胶HTL薄膜中添加TA的成分分布。观察到在高湿度条件下，参考薄膜表面明显出现LiTFSI的聚集，而带有凝胶HTL的目标薄膜显示出减轻的LiTFSI聚集。这表明在高湿度条件下，凝胶HTL更加坚固。发现TA与LiTFSI之间的相互作用能够延缓Li的聚集。AFM-IR和深度剖面ToF-SIMS测量进一步证实了凝胶化在防止LiTFSI聚集和迁移方面的有效性。还研究了凝胶HTL策略对钙钛矿薄膜湿度稳定性的影响。将覆有HTL的钙钛矿薄膜在湿润空气中老化，并监测UV-vis吸收光谱。参考薄膜在暴露于湿润空气后显示出吸光度的急剧下降，而目标薄膜显示出微不足道的变化。XRD测量证实参考薄膜分解为PbI2和光不活性的δ相，而目标薄膜显示出延缓的α向δ相转变。经过老化的薄膜的PL映射显示，与参考薄膜相比，目标薄膜具有更窄的波长范围，表明其稳定性更好。凝胶HTL策略也适用于PTAA，观察到了类似的湿度稳定性改进。接触角测量表明，与参考薄膜相比，凝胶HTL薄膜的吸湿性降低。这些发现表明，使用凝胶HTL覆盖的钙钛矿薄膜的湿度稳定性得到了显著改善。a 参考膜和 b 目标膜在 25°C、85-90% 的高相对湿度下老化 200 小时之前和之后的 Li+ 的 2D ToF-SIMS 元素图。 c 参考钙钛矿薄膜和目标钙钛矿薄膜在 700–850 nm 处随时间变化的紫外可见吸收光谱。 d 参考膜和目标膜在 750 nm 处的归一化吸收。参考文献的 e PL 峰位置图和统计图。 f 目标薄膜在 25°C、85–90% 的高相对湿度下老化 500 小时之前和之后设备性能和稳定性的提高：研究团队研究了凝胶空穴传输层（HTL）对器件的光电性能和稳定性的影响。使用ITO/SnO2/钙钛矿/ spiro-OMeTAD(TA)/Au的n-i-p型平面太阳能电池结构来评估光伏性能。使用研究团队开发的凝胶HTL的目标器件显示出较高的平均光电转换效率（PCE），为20.22%，而参考器件为18.11%。它们还显示出改善的重复性和HTL薄膜的致密性。最佳目标器件的PCE达到22.52%，其VOC、JSC和FF的值较参考器件更高。研究团队开发的目标器件的稳定性显著提高，在暴露于环境大气条件（RH约30-60%）下2500小时后，保留了92%的初始PCE。相比之下，参考器件在1000小时后只保留了60%。未封装的目标器件在高湿度（85-90%）下也显示出良好的稳定性，在1000小时后保留了85%，而参考器件在530小时后只保留了75%。此外，目标器件在持续LED照明1000小时后保持了超过85%的初始PCE，而参考器件仅保持约40%。这些结果证实了凝胶HTL策略显著改善了太阳能电池的长期稳定性。a PSC 的结构以及钙钛矿和凝胶 HTL 之间的界面。 b 参考设备和目标设备的 PCE 统计分布。孔径面积为 0.0805 cm2 的最佳性能目标器件的 c J-V 曲线。 d 参考器件和目标器件的 EQE 曲线及其综合 JSC 曲线。 e 最大功率点附近偏置电压 (1.00 V) 对应的稳定功率输出数据。在 MPP 条件下 f ≈30–50% RH、g 85–90% RH 和 h 连续照明下参考器件和目标器件的归一化 PCE 演变提高光伏性能：为了理解凝胶空穴传输层（HTL）器件中增强的效率和稳定性的原因，研究团队研究了spiro-OMeTAD和凝胶HTL薄膜的电导率。与纯净的spiro-OMeTAD相比，凝胶HTL中TA的存在显著提高了电导率。这种增强归因于TA中S原子的强电负性，促进了spiro-OMeTAD的氧化。稳态光致发光（PL）和时间分辨光致发光（TRPL）光谱表明，凝胶HTL促进了光生空穴在钙钛矿/spiro-OMeTAD界面的传输和提取。光电压与光伏性能改善的关系与PL和TRPL测量结果一致。综上所述，研究团队通过改进空穴传输层（HTL）的胶凝性能，提高了钙钛矿太阳能电池（PSCs）的性能和稳定性。他们使用对苯二甲酸（TA）修饰的spiro-OMeTAD HTL形成了凝胶状结构，防止了水分和氧气的渗透，并促进了电荷传输。研究团队开发的凝胶HTL策略显著提高了钙钛矿太阳能电池的转换效率和稳定性，为实现高效稳定的太阳能电池提供了有前景的策略。a ITO/spiro-OMeTAD/Au 和掺杂 TA/Au 电阻器件的 ITO/spiro-OMeTAD 的 I-V 曲线。 b 使用 HTL 的参考钙钛矿薄膜和目标钙钛矿薄膜的 PL 曲线。 c 使用 HTL 的参考钙钛矿薄膜和目标钙钛矿薄膜的 TRPL 衰减曲线。请注意，具有 HTL 的样品的 TRPL 和 PL 是在短路时测量的。钙钛矿和钙钛矿/TA 薄膜的 Pb 4f 的 d XPS 谱。 TA 和含 PbI2 粉末的 TA 的 e FTIR 光谱。 f 使用 HTL 的参考钙钛矿薄膜和目标钙钛矿薄膜的 TRPL 衰减曲线。请注意，具有 HTL 的样品的 TRPL 是在开路条件下测量的

《Joule (IF: 46.048)》侯剑辉&崔勇 基于PB2:FCC-Cl的器件可实现33.0%的光伏效率太阳能是一种可再生且环保的能源来源。为了有效利用阳光，高效率的太阳能电池至关重要。中国科学院化学研究所的侯剑辉教授和北京大学的崔勇教授领导的研究团队在有机太阳能电池领域取得了重大突破。他们的研究发现，集中室内光源可以抑制有机材料中的能量紊乱，从而提高有机太阳能电池的效能并延长寿命。他们的研究成果发表于知名期刊《Joule》，为室内应用的有机太阳能电池提供了创新解决方案。提升有机太阳能电池性能： 研究团队的研究聚焦于有机光伏（OPV）电池，对于室内应用有着巨大潜力。然而，这些电池在低照明条件下常面临能量紊乱的限制。研究人员通过集中室内光照，成功减轻了能量紊乱对OPV电池的影响，提高了其开路电压和填充因子。研究团队基于PB2:FCC-Cl材料系统开发的有机太阳能电池取得了惊人的成果。基于PB2:FCC-Cl的器件在500 lux光照下具有29.0%的光伏效率，而将室内光源集中到20,000勒克斯时，转换效率达到了33.0%，创下了有机太阳能电池在集中室内光照下的最高转换效率纪录。此外，研究人员还发现，集中室内光照还可以延长有机太阳能电池的寿命并降低成本。在集中室内光照下，所有OPV电池都表现出优异的稳定性，这得益于温和的照明条件。值得注意的是，基于PBDB-TF:Y6系统的OPV电池展现出卓越的形态稳定性，其推估内在寿命超过30,000小时。这一发现显示了适用于室内应用的长寿命有机太阳能电池的潜力。低成本制造潜力： 研究人员还探索了集中OPV电池的低成本制造可能性。通过使用光波导聚焦器，他们揭示了具备成本效益的生产方法的潜力。这一发现为未来集中OPV电池在室内应用中的经济制造提供了新的途径。侯建辉教授和崔勇教授领导的研究团队在集中室内光照方面取得了有机太阳能电池领域的重大突破。通过抑制能量紊乱，他们成功提升了低照明条件下OPV电池的效能、稳定性和寿命。这些研究成果为室内应用的有机太阳能电池提供了创新解决方案，开拓了新的可能性。随着研究的不断进展，集中室内光照下的OPV电池有望革新我们室内太阳能利用的方式，为各种应用提供可持续且高效的能源来源。

根据海通国际科技研究的Jeff Pu，他预期iPhone 15系列将于八月开始大规模生产，预计在2023年下半年将制造约8400万部。这比去年的iPhone 14产量增加了约12%，显示苹果认为需求将会强劲。然而，Pu警告说，他认为iPhone 15 Pro Max的价格将高于iPhone 14 Pro Max的起始价格$1,099。与去年不同，我们预期iPhone 15 Pro Max将拥有6.1英寸Pro版上找不到的功能。在过去的几代产品中，Pro和Pro Max在规格上除了萤幕大小（和电池大小）外，基本上是相同的。但这种情况今年将会改变。目前的预期是，新的望远镜变焦镜头将仅在iPhone 15 Pro Max上，使Pro Max拥有最佳的相机系统。望远镜镜头将使光学变焦的范围超过以往任何iPhone，预计将从目前的最大3倍增加到约6倍。 Pro和Pro Max的相机感光元件也将升级为新的3层堆叠感光元件，可能在Pro系列中提供更好的影像品质。展望未来，Pu的报告指出，iPhone 16将使用新的“金属镜"技术作为接近感测器。这种“金属镜"技术可能帮助苹果在未来的产品中大幅缩小Face ID感测器硬体的大小。与先前的报告相符，iPhone 16也将支援最新的WiFi 7网路标准。我们预期苹果将在今年秋季正式揭晓iPhone 15，可能在九月的媒体活动中。除了相机的升级，消费者还可以期待一个经过精致设计的Pro机身，配有钛金属侧边，新的动作按钮取代静音开关，以及Lightning接口终于被USB-C接口取代，以符合标准的数据传输和快速充电。

二维材料是一类新兴的材料，具有广泛的电性能和潜在的实际应用。虽然石墨烯是研究最深入的二维材料，但其他材料的单层，如绝缘的硼氮化物（BN）和半导体的MoS2或WSe2，作为场效应晶体管的应用中已受到越来越多的关注。瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）电气工程系的Andras Kis教授（负责管理纳米电子和结构实验室）与生物工程学Aleksandra Radenovic教授（管理纳米生物学实验室），早在2013年就在Nature Nanotechnology期刊中发表了一篇「Ultrasensitive photodetectors based on monolayer MoS2」文章，重点介绍单层MoS2。由于量子力学的限制，它是具有直接能隙的半导体，并探讨它在光电子装置中，特别是光伏电池中的应用潜力。单层MoS2具有六角结构，其中一个钼原子夹在两个硫原子之间。单层MoS2在布里渡（Brillouin）区域的K点处具有约1.8电子伏特的能隙，适合吸收可见光。单层MoS2可以吸收能隙以上的能量中的10%入射光。此外，单层MoS2由于直接能隙转换而表现出强烈的光致发光，其增强后的效果相对于体材料高出1000倍。然而，单层MoS2的光致发光量子产率仍然很低，约为0.4％，这限制了它作为光发射器的效率。本研究研究了不同的前沉积表面处理和接触材料对光响应衰减的影响。发现不同的表面清洁处理可以减少衰减时间。这可以通过功能化SiO2表面的亲疏水性差异来解释。使用不同的生长技术，如湿法氧化和干法氧化来沉积SiO2，可以进一步降低特征衰减时间τdecay。我们使用如下的SiO2表面处理方法进行微机械剥离前的处理：KOH - SiO2基片在室温下用30% KOH溶液浸泡30分钟。然后用270W的RF功率进行20分钟的O2等离子体处理，最后进行剥离。Piranha - SiO2基片在piranha清洁液（H2SO4:H2O2 3:1）中浸泡45分钟。然后用270W的RF功率进行20分钟的O2等离子体处理，最后进行剥离。HF - SiO2基片在2毫升50%甲酸中和70毫升去离子水中浸泡30秒。然后用270W的RF功率进行20分钟的O2等离子体处理，最后进行剥离。使用不同的接触金属，如Ti/Au（10/50nm）或Cr/Au（10/50nm），可以进一步减小衰减时间，但以牺牲光响应灵敏度为代价，低的衰减时间τdecay为320毫秒，采用Cr/Au接触和湿法氧化生长的SiO2器件。另一方面，单层MoS2作为光吸收剂和光催化剂显示出很大的潜力。最近的研究表明，具有提高的器件迁移率和开路电流的超敏单层MoS2光电晶体管已经被成功实现。该器件在561纳米波长下表现出880安培每瓦特的最大外部光响应度，这与其他二维材料报导的最佳数值相当。高的响应度归因于单层MoS2在光激发下高效产生和分离电子-空穴对。另一个令人兴奋的应用是单层MoS2在光伏电池中，它可以与有机或无机材料形成II型异质结。II型异质结是两种具有不同能带对齐的材料之间的结界，其中一种材料的导带低点高于另一种材料的，而价带最高点则低于另一种材料的。这样形成的链接具有交错的能带对齐，有利于电荷在结界上的分离和输送。例如，单层MoS2可以与PTB7这种有机聚合物形成II型异质接面，PTB7在有机太阳电池中被广泛应用作为施体材料。该异质结显示出相互的光致发光熄灭和光伏效应，表明两种材料之间的电荷转移高效率。异质结的内部量子效率在整个光吸收层厚度低于20纳米时超过40％，使其相对于其他有机和无机太阳能电池而言具有出色的吸光厚度的电流密度。此外，单层MoS2还可以被掺杂以调整其电子结构并增强其光催化活性。例如，p型掺杂可以在单层MoS2的能带间隙中引入受体能级，这些能级可以作为电子陷阱，增加光产生的空穴的寿命。这可以改善可见光照射下单层MoS2的氢发生反应。此外，掺杂还可以调节单层MoS2的能带间隙和能量水平，与异质结中的其他材料相匹配。总之，单层MoS2是一种多功能的二维材料，在光电子装置中，特别是光伏电池中具有许多潜在应用。其直接能带允许高吸收系数和在光激发下高效的电子-空穴对生成。它还可以与其他材料形成II型异质结，实现电荷和过接面的传输。此外，它可以被掺杂以改变其电子结构并增强其光催化活性。最近对包括液态剥离和化学气相沉积生长等大规模生产技术的发展，显示出基于MoS2的集成光电子电路、光敏感、生物医学成像、视频记录和光谱学中的应用潜力。

机器视觉与AI的机会近年来，传统科技公司和新创公司竞相将机器视觉与人工智能/机器学习结合，使其能够超越传感器像素数据，从而在各种应用中开创新的机会。这一结合的潜力巨大，相关的新创公司在交通运输、制造业、医疗保健和零售等各个市场中筹集了数十亿美元的资金。然而，要充分实现其潜力，这项技术需要应对许多挑战，包括提高性能和安全性，以及设计灵活性。从根本上讲，机器视觉系统是软件和硬件的结合，可以以数字像素的形式捕捉和处理信息。这些系统可以分析图像，并根据其编程和训练来采取相应的行动。典型的视觉系统包括图像传感器（摄像头和镜头）、图像和视觉处理组件（视觉算法）以及SoCs（片上系统）和网络/通信组件。无论是静态图像还是视频数字相机，都包含图像传感器。汽车感测器（如激光雷达、雷达、超声波）也能以数字像素形式提供图像，尽管分辨率可能不同。尽管大多数人对这些类型的图像都很熟悉，但机器也能够“看见”热和音频信号数据，并分析这些数据以创建多维图像。Synopsys公司的战略市场经理Ron Lowman表示：“在过去几年中，CMOS图像传感器取得了显著的改进。传感器的带宽不再优化用于人类视觉，而是用于提供人工智能的价值。例如，主导视觉传感器接口的MIPI CSI不仅提高了带宽，还增加了智能ROI（Region of Interest）和更高的颜色深度等人工智能功能。虽然这些颜色深度增加对人眼来说无法察觉，但对于机器视觉来说，它可以大大提高服务的价值。”机器视觉系统的基本组成机器视觉系统由软件和硬件组成，其中关键的组件是图像传感器。在过去几年中，CMOS图像传感器取得了显著的改进，这使得传感器的带宽不再仅仅优化于人类视觉，而是为了提供人工智能的价值。MIPI CSI作为主要的视觉传感器接口，不仅增加了带宽，还增加了智能ROI（Smart Region of Interest）和更高的颜色深度等人工智能功能。虽然这些颜色深度的增加对人眼而言无法察觉，但对于机器视觉来说，它可以大大提高服务的价值。除了图像传感器外，机器视觉系统还包括图像和视觉处理组件以及片上系统和网络/通信组件。这些组件协同工作，使机器能够理解和解释图像数据。图像和视觉处理组件包括视觉算法，它们能够分析图像并根据其训练和编程进行相应的处理。此外，片上系统和网络/通信组件则负责数据处理和传输，以实现机器视觉系统的功能。图 1：机器视觉系统包括用于执行图像处理和分析的硬件、软件和芯片。 AI 通常是解决方案的一部分，并且 MV 通常连接到云。 来源：Arcturus 网络机器视觉与计算机视觉的区别机器视觉是计算机视觉的一个子集，两者在很大程度上依赖于对图像数据的观察来推断信息。然而，机器视觉更加强调在工业或工厂环境中的“检测类型”应用。Cadence公司的Tensilica Vision and AI DSPs的产品管理、市场营销和业务拓展总监Amol Borkar指出，机器视觉在感测方面高度依赖摄像头。然而，“摄像头”这个词是个负面词，因为我们通常熟悉的是一个能够产生RGB图像并在可见光谱范围内运作的图像传感器。不过，根据应用的不同，这些传感器可以在红外线下运作，包括短波、中波、长波红外线或热成像等多种变体。最近还引入了对运动非常敏感的事件相机。在装配线上，线扫描相机是与典型的快门相机略有不同的一种变体。当前的汽车、监控和医疗等大多数应用都依赖于这些传感器中的一个或多个，通常结合使用以实现比单个摄像头或传感器更好的感测融合结果。机器视觉的优势机器视觉相较于人类有着更出色的视觉能力，这使得机器视觉在制造业中能够提高生产力和品质，降低生产成本。与自动驾驶辅助系统（ADAS）结合使用时，机器视觉能够接管部分驾驶功能。此外，搭配人工智能，机器视觉能够协助分析医学影像。应用机器视觉的好处包括更高的可靠性和一致性，以及更大的精确度和准确度（取决于摄像头的分辨率）。而且，与人类不同，机器在获得例行维护的前提下不会感到疲劳。视觉系统的数据可以在本地或云端存储，需要时进行实时分析。此外，机器视觉通过检测和筛选出有缺陷的零件，降低生产成本。同时，通过OCR（光学字符识别）和条码扫描读取，提高了库存控制的效率，从而降低整体制造成本。如今，机器视觉通常与人工智能结合使用，大大增强了数据分析的能力。在现代工厂中，自动化设备，包括机器人，与机器视觉和人工智能结合，以提高生产力。机器视觉（MV）和人工智能（AI）是密切相关的领域，它们通常以各种方式进行交互。机器视觉利用摄像头、传感器和其他设备捕捉图像或其他附加数据，然后将其进行处理和分析，以提取有用的信息，而人工智能则使用算法和统计模型来识别模式并基于大量数据进行预测。AI/ML与MV的交互作用这还可以包括深度学习技术。Arteris IP公司的产品市场副总裁Andy Nightingale表示：“深度学习是人工智能的一个子集，它涉及使用大量数据对复杂的神经网络进行训练，以识别模式并进行预测。”机器视觉系统可以使用深度学习算法来提高其在图像或视频中检测和分类对象的能力。机器视觉和人工智能之间的另一种交互方式是通过使用计算机视觉算法。计算机视觉是机器视觉的一个超集，它使用算法和技术从图像和视频中提取信息。人工智能算法可以分析这些信息并预测场景中正在发生的事情。例如，计算机视觉系统可以使用人工智能算法分析交通模式并预测何时某个十字路口可能会拥堵。机器视觉和人工智能还可以在自主系统（如自动驾驶汽车或无人机）中进行交互。在这些应用中，机器视觉系统用于捕捉和处理来自传感器的数据，而人工智能算法则解释这些数据并对环境进行导航等决策。AI/ML在自动驾驶中的应用人工智能在现代车辆中扮演着越来越多的角色，但其中两个主要的角色是感知和决策制定。Siemens Digital Industries Software公司的混合和虚拟系统副总裁David Fritz表示：“感知是通过车辆内部和外部的感测器阵列来理解周围环境的过程。决策制定首先需要理解周围环境的状态和目标，例如向目的地移动。然后，人工智能根据控制方向盘、制动、加速等车辆内部致动器的方式来决定最安全、最有效的路线。”这两个关键角色涉及到非常不同的问题。从摄像头或其他感测器获得的原始数据，AI算法将使用这些数据进行目标检测。一旦检测到目标，感知系统将对目标进行分类，例如该目标是否是汽车、人或动物。训练过程非常冗长，需要大量的训练集来展示不同角度的目标。在训练完成后，AI网络可以加载到数字孪生体或实体车辆中。一旦检测到并分类了目标，另一个训练有素的AI网络可以进行决策，控制方向盘、制动和加速等。使用高保真度的数字孪生体来虚拟验证这个过程已被证明比纯粹使用实地测试更安全、更有效。开发人员经常问到需要多少AI/ML。在现代工厂的情况下，机器视觉可以仅用于在装配线上检测和筛选出有缺陷的零件，或者用于组装汽车等工序。后者需要更高级的智能和更复杂的设计，以确保装配过程中的时机、精确度、运动和距离的计算等。Flex Logix公司的首席执行官Geoff Tate观察到：“机器视觉和机器人在现代工厂中提高了生产力，许多应用中使用了人工智能。一个简单的应用，例如检测标签是否正确贴上，不需要太多智能。另一方面，进行复杂、精密的三维运动的机器人手臂需要更多的GPU算力。在第一个应用中，一个AI IP的核心将足够，而在第二个应用中可能需要多个核心。拥有灵活且可扩展的AI IP将使机器视觉和机器人的设计更加容易。机器视觉的应用机器视觉的应用几乎没有限制，只受想象力的限制。只要需要视觉和图像处理的工业和商业领域，机器视觉都可以应用其中。以下是部分应用领域的例子：交通领域（自动驾驶、车内监控、交通流量分析、违规行为和事故检测）；制造和自动化领域（生产力分析、质量管理）；监控领域（运动和入侵检测）；医疗领域（影像学、癌症和肿瘤检测、细胞分类）；农业领域（农场自动化、植物病害和昆虫检测）；零售领域（顾客追踪、货架缺货检测、盗窃检测）；保险领域（通过图像进行事故现场分析）。还有许多其他应用。以饮用水或软饮料瓶装为例。机器视觉系统可以用于检查填充水平，这通常由高效的机器人完成。但是机器人偶尔会犯错。机器视觉可以确保填充水平一致，并确保标签正确贴上。检测任何偏离测量规范限制的机器零部件也是机器视觉的一项工作。一旦机器视觉根据规范进行了训练，它可以检测出超出规范限制的零部件。机器视觉可以检测均匀的形状，如正方形或圆形，以及奇形怪状的零部件，因此它可以用于识别、检测、测量、计数，并与机器人一起进行抓取和放置。最后，通过结合人工智能，机器视觉可以实现轮胎组装的精确和高效。如今，原始设备制造商（OEM）使用机器人自动化车辆组装的过程之一是安装四个轮胎。利用机器视觉，机器人手臂可以检测正确的距离，并施加适当的压力，以防止任何损坏的发生。机器视觉的类型机器视觉技术根据处理的图像维度可以分为一维（1D）、二维（2D）和三维（3D）。这些不同的类型在应用中具有各自的特点和优势。一维机器视觉系统主要用于条形码和二维码的识别和读取。它们通常使用扫描设备，按行扫描产品上的条形码或二维码，并从中提取信息。这种技术被广泛应用于零售行业、物流和运输领域，以实现快速且准确的产品识别和追踪。二维机器视觉系统可以用于更复杂的图像处理任务。它们使用摄像头逐行扫描物体，形成一个区域或二维图像。这种技术可以应用于图像分类、目标检测、人脸识别等各种任务。在工业自动化中，二维机器视觉系统可以用于检测和验证产品的外观特征，确保产品符合设计和质量要求。三维机器视觉系统通常使用多个摄像头或激光传感器来捕捉物体的三维形状和结构。这种技术可以实现对物体的精确定位和测量，对于需要进行三维分析和处理的应用非常重要。例如，在机器人导航和自动化领域，三维机器视觉系统可以用于对环境进行三维建模和障碍物检测，实现更精确和安全的运动控制。除了以上提到的类型，还有其他形式的机器视觉技术，如超光谱影像和热像仪等。超光谱影像可以捕捉物体的不同光谱特征，拥有更丰富的信息，广泛应用于农业、食品安全和医疗诊断等领域。热像仪则可以检测物体的热能分布，用于温度监测、火灾检测等应用。每种机器视觉类型都有其特定的应用场景和优势。根据不同的需求，选择适合的机器视觉类型可以提高系统的性能和效果，实现更准确、高效和可靠的图像处理和分析。MV设计的挑战训练机器视觉系统仍然存在一些挑战。MV的准确性和性能取决于其训练程度，因此需要大量的标注数据和强大的计算能力。MV设计所面临的挑战包括：首先，检测的范围可能涵盖方位、表面变化、污染程度以及直径、厚度和间隙等精度容限。当检测到化妆品和服务变化效应时，3D系统通常比1D或2D系统表现更好。然而，在遇到不寻常的情况时，人类可以借助其他领域的知识，而机器视觉和人工智能可能无法具备这种能力。其次，数据流管理和控制是当今的关键挑战之一，特别是在具有实时延迟要求（例如汽车应用）的情况下，同时需要保持带宽的最小化。在基于摄像头的系统中，图像质量（IQ）至关重要。这要求硬件设计支持超宽动态范围和局部色调映射，同时还需要进行IQ调整，传统上需要由人类专家进行主观评估，使得开发过程冗长且成本高昂。然而，对于机器视觉而言，这种专业知识可能不一定能获得最佳系统性能，因为感知引擎可能会根据任务的不同而更喜欢以不同于人类和其他机器之间的方式看待图像。此外，确保机器视觉的安全性也是一个重要问题。随着网络攻击不断增加，确保产能不受干扰或遭受来自威胁行为者的干扰至关重要。尤其在关键应用中，如自动驾驶等，保证机器视觉的安全性至关重要。"安全对于确保机器视觉技术的输出不受破坏至关重要，" Arm的Zyazin表示。"汽车应用是展示硬件和软件安全性重要性的一个很好的例子。例如，从机器中处理和提取的信息会影响到制动或车道保持辅助等决策，如果处理不当，可能对车辆内部的乘客构成风险。"总结来说，训练机器视觉系统的过程面临着一些挑战。为了提高准确性和性能，需要丰富的标注数据和强大的计算能力。同时，确保机器视觉的安全性也是一个重要问题，特别是在关键应用如自动驾驶中。这些挑战需要在系统设计和实施中得到充分考虑，以实现可靠和高效的机器视觉应用。新兴的MV创业公司和创新新兴的机器视觉（MV）创业公司和创新技术正推动着机器视觉的应用和发展。像是Airobotics、Arcturus Networks、Deep Vision AI、Hawk-Eye Innovations、Instrumental、lending AI、kinara、Mech-Mind、Megvii、NAUTO、SenseTime、Tractable、ViSenze、Viso等公司，正在开发新的机器视觉解决方案，其中一些已成功筹集了超过10亿美元的资金。在运输领域，保险公司可以利用机器视觉来分析事故场景的照片和视频，进行财务损害评估。基于人工智能的机器视觉还可以用于安全平台，分析驾驶行为，提升道路安全性。在软件领域，创业公司正在开发无需编程知识的计算机视觉平台，使更多人能够使用机器视觉技术。机器视觉身份验证软件也是市场上的一个创新解决方案。体育产业也在探索人工智能、视觉和数据分析的潜力，以向教练提供有关选手在比赛中的决策过程的洞察。此外，有一家创业公司通过将人工智能和机器视觉结合到无人机设计中，提出了一种节省成本的监视方案。机器视觉和人工智能都在快速发展，其性能，包括准确度和精确度，不断提高。高性能GPU和机器学习能力的成本也有望降低，推动新的机器视觉应用的应用。Arteris公司的Nightingale表示，随着硬件（如传感器、摄像头和处理器）的进步以及算法和机器学习模型的改进，机器视觉系统的准确性和速度将得到进一步提高。深度学习算法尤其在近年来推动机器视觉技术的进步方面发挥了重要作用，并有望在未来扮演更重要的角色。这些算法能够自动学习数据的特征和模式，从而提高准确性和性能。机器视觉系统将具有更强大的能力，能够快速而准确地处理和分析大量的数据，从而开展更为复杂和智能的应用。此外，预计机器视觉和人工智能将与其他技术相结合，提供更多高性能、实时的应用。Nightingale指出，机器视觉技术已经与机器人技术和自动化等其他技术整合，这一趋势有望持续发展，我们可能会看到更多机器视觉在医疗保健、交通和安全等领域的应用。此外，对于需要实时处理的应用，机器视觉技术已经被广泛应用，例如人脸识别和物体追踪。未来，我们可能会看到更多需要实时处理的应用，例如自动驾驶汽车和无人机。结论机器视觉（MV）的设计涉及芯片（处理器、存储器、安全芯片）、IP核、模块、固件、硬件和软件的结合。芯片组件和多芯片封装的推出将使这些系统能够更容易、更快速地进行组合，添加新功能，提高系统的整体效率和能力。Winbond的DRAM经理Tetsu Ho表示：“已知良好晶片（KGD）解决方案可以提供成本和空间效率高于有限接触点和线材的封装产品的替代方案。”这有助于提高设计效率，提供增强的硬件安全性能，特别是产品上市的时间。这些晶片经过100%热激测试，测试程度与离散部件相同。 需要KGD 2.0来确保2.5D/3D组件和2.5D/3D多芯片设备的末端良率，以实现带宽性能、功耗效率和面积等PPA的改进，这是由边缘计算和人工智能等技术爆炸所推动的迷你化趋势。这将为机器视觉在新旧市场中开拓新的选择。它将用于在自动驾驶中协助人类，帮助机器在制造业中实现精确高效，并通过无人机进行监控。 此外，机器视觉将能够探索对人类而言危险的地方，并为保险、体育、交通、国防、医疗等众多领域提供数据输入和分析。随着技术的不断发展和应用的扩大，机器视觉将继续成为推动自动化、智能化和数字化革新的关键技术之一。机器视觉系统的进一步提升和创新将为我们的生活和工作带来更多的便利和效益。无论是在工业生产、医疗保健、交通运输还是其他领域，机器视觉的应用都将继续拓展，为未来的科技发展带来更多的可能性。

2023 Joule(IF:46.048):埃爾朗根-紐倫堡大學Tian Du&Christoph J. Brabecn與Tian Du团队实现空穴传输双层的印刷碳电极钙钛矿太阳能电池效率19.2%最近，由埃尔朗根-纽伦堡大学著名学者Tian Du&Christoph J. Brabecn与Tian Du所领导的研究团队于Joule刊发的「Efficient, stable, and fully printed carbon-electrode perovskite solar cells enabled by hole-transporting bilayers」一文取得重大突破，展示了可列印碳电极作为钙钛矿太阳能电池中传统金属电极的低成本高效替代方案的潜力。商业化钙钛矿光伏技术的挑战钙钛矿光伏技术的商业化一直面临挑战，原因是热蒸发贵金属成本高昂，目前占整个设备成本的70%以上。因此，寻找一种低成本、可列印的背电极材料对于使钙钛矿太阳能电池具有商业可行性至关重要。碳黑由于其地球蕴藏丰富、低成本和结构和化学稳定性而成为一个有前途的候选材料。碳电极的制造过程与已建立的印刷技术相容，使其适合扩大生产。此外，碳电极可以解决与金属电极例如金属在界面上的扩散或金属被卤化物腐蚀等相关的不稳定性问题。载流子传输层（HTLs）的作用通过调节载流子传输层（HTLs），可以显著提高钙钛矿太阳能电池的性能。然而HTLs的设计规则因器件结构、电极材料和HTL厚度而异，举例来说对HTL的掺杂就于对于实现低电阻载流子传输和与金属电极形成准欧姆接触相当重要。另一方面，较浅的HOMO（最高占据分子轨域）能级可以减小HTL与电极之间的载流子注入能障，但也可能限制所获得的开路电压（VOC），因为准费米能阶固定。解决方案：载流子传输双层（HTbL）结构在他们的研究中，研究人员提出了一种连续的刮刀涂布策略，以在钙钛矿层和碳电极之间沉积两种有机半导体，形成载流子传输双层（HTbL）结构。该结构在界面处形成能量层级，外层HTL加强了与碳电极的欧姆接触，而内层HTL降低了钙钛矿的表面复合。这种创新方法实现了稳定的19.2%高转换效率。钙钛矿太阳能电池的未来这项研究凸显了环境可列印的钙钛矿太阳能电池的潜力，可以转移到连续卷对卷生产中。这些碳电极钙钛矿太阳能电池的转换效率接近旋转涂覆活性层的技术水平，这是太阳能光伏技术商业化的一个重大步骤。可列印碳电极钙钛矿太阳能电池的开发证创新，可不断突破可能性的界限，让太阳能的未来看起来比以往更加有希望。该研究团队中使用的关键工具是来自Enlitech的QE-R量子效率测量系统。 Enlitech的QE-R具有以下几个优势，对团队的研究起到了关键作用：可靠性和信誉：Enlitech是获得ISO 17025量子效率校准和测试认证的量子效率系统制造商。 QE-R系统被提及在超过1000篇SCI期刊论文中，这显示了科学界对该系统的广泛接受和信任。精巧而灵活：QE-R系统将所有光学和机械组件集成在一个紧凑的主体内，节省了实验室空间，同时保持了对各种类型太阳能电池测试夹具的灵活性。完整的手套箱集成：QE-R系统提供简单完整的手套箱集成解决方案。这一功能对于像钙钛矿这样的敏感材料特别有益，这需要在受控环境下进行准确的特性表征。团队使用Enlitech的QE-R系统凸显了可靠而准确的工具在科学研究中的重要性。该系统能够快速而准确地提供量子效率、EQE、IPCE、IQE和光谱响应数据，在团队探索和优化可列印碳电极钙钛矿太阳能电池方面起到了至关重要的作用。这项研究的成功不仅突显了钙钛矿太阳能电池的潜力，也证实了像Enlitech QE-R系统这样的高精密度精准效率量测工具在推动太阳能技术界限突破上之重要性。

Advanced Science (IF: 20.7)吕宥蓉&阙居振 _缓解准二维钙钛矿光电二极体效率衰减的新策略随着全球能源转型的迫切性不断增强，太阳能已成为一种重要的替代能源。在众多可用技术中，特别是钙钛矿光电二极体（PeLEDs）这类太阳能光伏技术已在科学界广受关注。值得注意的是，准二维钙钛矿材料作为PeLEDs的一个子类别，由于量子限制效应和不同n相之间的有效能量传递，展现出良好的光学特性。然而，这些有前途的材料常常受到导电性差、载流子注入不佳以及在高电流密度下效率衰减严重等问题的困扰，限制了它们在太阳能转换中的应用潜力。来自中研院副研究员吕宥蓉与中国台湾大学化工系副教授阙居振等研究学者所共组团队最近发表了一篇研究，该研究旨在改善准二维钙钛矿光电二极体（PeLEDs）的性能。此团队致力于提高亮度、减少陷阱密度以及减缓高电流密度下的效率衰减问题。研究团队提出了一种创新方法，以增强这些准二维PeLEDs的性能，主要集中在提高亮度、减少陷阱密度和降低效率衰减等方面。PeLEDs的概念理解及其限制这项技术的核心在于钙钛矿材料的特性。这些材料通常是混合有机无机铅或锡卤化物，对于光伏应用具有良好的光吸收、载流子迁移率和发射特性等诱人特性，然而当这些材料在PeLEDs的准二维配置中应用时，它们的性能却受到一系列限制因素的限制。然而准二维钙钛矿材料，尽管具有良好的稳定性、可调节能隙和较高的光致发光量子产率，但导电性降低且载流子注入减少，这些问题导致在增加的电流密度下出现显著的效率衰减，降低了亮度和整体器件性能。解决准二维PeLEDs效率衰减问题本研究探索了一种新方法，通过在钙钛矿和电子传输层之间的界面添加一层薄的导电胆碱氧化物来缓解这些缺点。这种创新方法出人意料地并未增强钙钛矿膜中不同准二维相之间的能量传输。相反，它显著改善了钙钛矿界面的电子特性，引入这一额外的层次解决了两个关键难关。首先，它对钙钛矿膜中的表面缺陷进行了去活化处理。其次，它促进了电子注入并限制了界面上的空穴泄漏。结果，经过优化的纯Cs基准二维器件展现出超过70,000 cd m−2的亮度、10%以上的最大外部量子效率（EQE）以及在高偏压下显著降低的效率衰减，这些数据与对照组器件相比呈现出明显的改善，显示了所提出技术的有效性。实验方法与材料研究中探索了在准二维钙钛矿中引入导电胆碱氧化物PPT和PPF以减少光电器件效率衰减的潜在优势，重点放在在沉积电子传输层（ETL）之前，在钙钛矿膜上添加PPT或PPF额外层次的应用上，这个过程被认为可以增强载流子注入并去活化表面缺陷，从而抑制非辐射复合。对修改过的钙钛矿膜进行初步研究时，未观察到结晶度或相分布的明显变化。X射线衍射（XRD）和紫外可见吸收光谱（UV-Vis）证实了修改对相分布和膜质量没有影响，此外，PPT和PPF的应用并未显著改变膜的形态，这一点得到了扫描电子显微镜（SEM）的确认。为了了解这些修改对载流子动力学的影响，使用稳态光致发光（PL）光谱和时间分辨光致发光（TRPL）测量。在修改后的两个膜中观察到明显的PL熄灭，表明钙钛矿层和PPT/PPF层之间发生了载流子传输。此外，修改后的两个膜中的平均载流子寿命增加，表明有效去活化。作为对这些修改与钙钛矿相互作用的补充，使用核磁共振（NMR）、静电势（ESP）图和X射线光电子能谱（XPS）检测了PPT/PPF和钙钛矿之间的相互作用。这些测试的数据确认了后处理过程中PPT/PPF层成功旋涂到钙钛矿膜上。结果表明，磷酸胆碱氧化物中的P=O基团成功地与表面缺陷和空位协同作用，形成优势的去活化效应。在令人期盼的发现之后，基于修改过的钙钛矿膜制作了PeLEDs并与对照器件进行了比较。PPT和PPF的修改都显著提高了性能，防止了从钙钛矿层向ETL的空穴泄漏，并促进了电子传输。修改后的器件亮度是对照器件的两倍以上，并在高电压下显著降低效率衰减。这些结果突显了在纯Cs基准二维钙钛矿PeLEDs中使用PPT和PPF磷酸胆碱氧化物的潜力。总之，引入导电胆碱氧化物以去活化准二维钙钛矿材料在提高光电器件性能方面提供了令人寄予厚望的策略，未来进一步的研究将有助于优化这些材料在未来器件结构中的应用。在这项研究中，研究团队使用了Enlitech LQ100X-PL光致发光和发光量子产率测试系统，光焱科技这一款PLQY量测设备具有紧凑设计和NIST可追踪性的优势，其设备仅有502.4毫米（长）x 322.5毫米（宽）x 352毫米（高）的尺寸，提供了一个节省空间的解决方案，与手套箱集成再也不是难题，这种手套箱集成能力对一就实验尤其重要，可以在避免水解或氧化的情况下进行精确测量，避免测试物品的效率因水氧而降低应有的效率。LQ-100X-PL的先进仪器控制软件使其能够进行原位时间光致发光光谱分析并同时生成2D和3D图形。这种能力加速了材料表征过程，快速获得对样品的洞察。此外，LQ-100X-PL的光学设计将光谱波长范围从1000纳米扩展到1700纳米，并且与多种样品类型兼容，包括粉末、溶液和薄膜。这些特点凸显了该系统的多功能性，并在成功完成本研究中发挥了关键作用。本研究总结性地证明了策略性界面工程能够显著提高准二维PeLEDs的性能。通过在钙钛矿/电子传输层界面处引入薄的导电胆碱氧化物层，能够减少表面缺陷并促进载流子动力学的改善。这种增强的电子注入和改善的空穴阻挡效应使得器件亮度提高并在高电流密度下减少效率衰减。这项研究揭示了界面特性在PeLEDs性能中的关键作用，为未来在该领域的研究和开发开辟了新的途径。a) PPT和PPF的化学结构，后处理过程的示意图以及界面工程的插图。 b) 原始、PPT处理和PPF处理的钙钛矿薄膜的PL发射光谱，c) PLQYs，d) TRPL曲线，其中PLQYs是通过368 nm激光测量的。31P NMR谱图，包括a) PPT和b) PPF及其与不同钙钛矿前体成分的混合物。c) PPT分子的ESP图。d) Pb 4f信号的XPS谱图，涵盖原始的、PPT修饰的和PPF修饰的钙钛矿薄膜。e) 表示PPT在钙钛矿表面的钝化功能的示意图。a) 制造的PeLEDs的结构和b)能级图。 c) J−V−L 特性，d) 归一化EQE电压曲线，e) 归一化EQE电流密度曲线和f) 制造的器件的EQE亮度曲线。使用可见区域的瞬态吸收（TA）颜色图，分别展现 a）原始的、 b）PPT 修改的和 c）PPF 修改的钙钛矿薄膜。原始的、 PPT 修改的和 PPF 修改的钙钛矿薄膜的超快时间分辨 TA 谱分别为 d）、 e）和 f）。在 505 nm 的探测波长下，展示了 g）原始的、 h）PPT 修改的和 i）PPF 修改的钙钛矿薄膜的功率依赖载流子动力学。a) 对控制、PPT修饰和PPF修饰器件进行的EIS分析和b) 电容-电压曲线。 c) 原始、PPT修饰、PPF修饰钙钛矿薄膜和TPBi的能级。 d) 修饰器件中更好的载流子动力学的示意图。

在太阳能技术不断发展的领域中，钙钛矿太阳能电池（PSCs）因其出色的光电特性而成为一个有前途的竞争者。然而，挑战在于开发可商业化的可扩展制造技术。在一项重大突破中，中南大学物理与电子学院副院长阳军亮教授所率领的研究团队引入了一种新型添加剂——甲胺盐酸盐（MACl），以调节两步序列刮刀法钙钛矿薄膜的晶化和定向。这种创新的方法极大地改善了钙钛矿薄膜的质量，使其具有令人瞩目的23.14%的转换效率（PCE）。钙钛矿太阳能电池的潜力： 钙钛矿太阳能电池因其高吸收系数、长载流子扩散长度和低陷阱密度而成为密集研究的对象。这些特性使得PSCs的认证PCE达到25.7%。然而，大多数高效率的PSCs是通过实验室规模的旋涂沉积制备的。虽然这种方法在受控实验室环境中被证明是有效的，但对于工业应用而言，它不具备可扩展性。因此，发展可扩展的大面积制造技术对于PSCs的商业化至关重要。可扩展性的挑战： PSCs可扩展的两步序列沉积制造的电池的转换效率远远落后于最先进的旋涂法制备的电池。两步序列沉积工艺涉及有机盐与铅卤化物反应，绕过了钙钛矿薄膜在一步过程中不可控的成核过程。然而，中南大学物理与电子学院副院长阳军亮教授所率领的研究团队的研究重点就是解决这种性能差异。甲胺盐酸盐（MACl）的作用： 该研究团队引入MACl以调节两步序列刮刀法钙钛矿薄膜的晶化和定向。MACl在改善钙钛矿薄膜质量方面起着关键作用。它增加了晶粒尺寸和结晶度，从而降低了陷阱密度并抑制了非辐射复合。非辐射复合是太阳能电池中的一个重要损耗机制，吸收光能转化为热能而不是电能。通过抑制非辐射复合，MACl显著提高了太阳能电池的效率。此外，MACl促进了钙钛矿薄膜(100)面向上的优先定向。这种定向更有利于载流子的传输和收集，从而显著提高了填充因子。填充因子是太阳能电池的一个关键参数，代表电池的最大可获得功率，并指示电池的质量。填充因子越高，太阳能电池的效率越高。令人印象深刻的结果： 引入MACl导致基于ITO/SnO2/FA1-xMAxPb(I1-yBry)3/Spiro-OMeTAD/Ag结构的PSCs取得了23.14%的最佳转换效率和优异的长期稳定性。该结构是PSCs的常见架构，其中ITO/SnO2是电子传输层，FA1-xMAxPb(I1-yBry)3是钙钛矿吸收层，Spiro-OMeTAD是空穴传输层，Ag是电极。该研究团队还分别实现了1.03 cm2的PSC和10.93 cm2的小型模块的卓越PCE，分别达到21.20%和17.54%。这些结果代表了大规模两步序列沉积高性能PSCs在实际应用中的重大进展。研究的影响： 中南大学物理与电子学院副院长阳军亮教授所率领的研究团队的研究在钙钛矿太阳能电池的可扩展制造技术发展中迈出了重要一步。引入MACl来调节钙钛矿薄膜的晶化和定向被证明是一个改变游戏规则的举措，极大地改善了钙钛矿薄膜的质量，并显著提高了转换效率。此外，该研究团队采用了Enlitech光焱科技的SS-X太阳光模拟器来测试太阳能电池的性能。SS-X模拟器采用氙气短弧灯作为宽带光源，具备A+级别的光谱模拟能力，并提供多种光斑面积选择，范围从50mm到220mm。该模拟器具有独家专利的自动变光强功能，精度高达1%。它还具备可变光谱功能，适用于测试叠层太阳能电池。使用先进的等离子沉积技术制造的AM1.5G滤光片确保光谱精度高，并具有长使用寿命。SS-X模拟器的优越光谱等级使其比其他模拟器更适合表征各种新型太阳能电池，例如低带隙有机太阳能电池和钙钛矿/Si串联太阳能电池。SS-X模拟器能够提供稳定且连续的照射强度，避免由于被测试太阳能电池的响应时间较慢而引起的表征误差。两步刮刀法制备的钙钛矿薄膜的表征。 a. 湿态原始钙钛矿薄膜的XRD图谱。 b. 热退火后的钙钛矿薄膜的XRD图谱。 c. 稳态光致发光（PL）发射光谱。 d. 时间分辨PL衰减曲线。使用不同MACl比例制备的两步刮刀法钙钛矿薄膜的PSCs的光伏性能和光电特性。a. 典型PSCs的J-V曲线和相应参数。 b. PSCs的Voc光强依赖关系。 c. PSCs的莫特-肖特基图谱。 d. 填充因子限制包括非辐射损耗（蓝色区域）和传输损耗（粉色区域）。 e. 钙钛矿薄膜的空间电荷限流（SCLC）测量。 f. EIS的Nyquist图谱。Performance of OAI-modified PSCs and mini-module. a. J-V曲线。 b. 在最大功率点（MPP）测量的稳定功率输出。 c. 在约30%相对湿度的环境条件下，未封装的OAI改性器件的长期稳定性测量。 d. 1.03 cm2 PSCs和10.93 cm2 mini-module的J-V曲线。插图为1.03 cm2 PSCs和10.93 cm2 mini-module的图片。

加州大学圣塔芭芭拉分校的教授Thuc-Quyen Nguyen领导的团队最新突破性研究中，成功地合成了一系列含有环戊二噻吩-替代-苯并噻二唑的共轭聚电解质（CPE）。这些合成物的烷基链长度在2至5个碳原子之间变化，旨在探讨这种长度变化如何影响其光学、电化学及形态特性。由于这些共轭聚电解质是混合导体，它们可以作为累积模式有机电化学晶体管（OECT）的有源层。这些聚电解质的跨导、体积电容，以及离子和电子的电导率都受到其烷基链长度的影响。此外，密度泛函理论（DFT）的计算结果有助于解释为什么这些分子的掺杂程度会随着结构变化而有所不同。该研究揭示，CPEs的跨导、体积电容以及离子和电子导电性会受到其烷基链长度的影响。这一发现对光伏行业具有重大意义，因为它可能为开发更高效和可调适的光伏设备铺平道路。此外，该团队利用密度泛函理论（DFT）计算来阐明分子结构对掺杂易度的影响。这一见解可能在设计和制造有机电子设备，包括有机发光二极管（OLEDs）、有机薄膜晶体管（OTFTs）和生物成像设备中具有无可估量的价值。研究团队表示："我们针对具有不同侧链长度的共轭聚电解质（Conjugated Polyelectrolytes, CPE）进行了一项系统的结构与性能关系研究。在研究这个特定系列的CPE之前，我们假设当侧链长度减少时，稳定自由电子（polaron）的负电荷会更接近，进而增加掺杂的易度。然而，我们使用紫外可见光谱仪（UV-VIS spectroscopy）得到的趋势与这个假设相反。环戊二噻吩衍生物和CPE薄膜的微分脉冲伏安法（Differential Pulse Voltammetry, DPV）结果显示，侧链长度的增加导致氧化潜力的降低。这种降低的氧化潜力可以解释为形成自由电子的易度增加。来自高分辨率辉射X射线衍射（Grazing-Incidence Wide Angle X-ray Scattering, GIWAXS）的数据显示，侧链长度的增加会增加结晶度，这表明了较高的电洞迁移率。最后，在密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）研究中，我们发现侧链较长的系统具有较低的形成能量。初步的结构与性能表征显示，磺酸基对环戊二噻吩环具有电子吸引效应，使得聚合物的氧化及掺杂变得困难。此外，较长的烷基链长度的灵活性可能有助于磺酸基与自由电子的接近，从而通过空间库伦稳定，导致自由电子稳定度的提高以及掺杂程度的增加。这强调了对共轭聚电解质进行系统研究的重要性，以协助设计更好的材料。我们的结论是，较短的烷基链长度不利于我们系统中的氧化开始，因此减少了共轭聚电解质的掺杂程度。

 加州大学洛杉矶分校（UCLA）的杨扬教授领导的研究团队在太阳能领域取得了重大进展。他们专注于开发高效光伏材料甲酰胺铅碘（FAPbI3）钙钛矿太阳能电池，研究结果於2023年6月21日被发表在《NATURE》。尽管在室温下结晶过程中存在不希望出现的黄色相，但该团队开发出一种定向成核机制来避免这些相并提高装置性能。他们的创新方法使得装置达到了25.4%的功率转换效率（认证为25.0%）。更令人惊艳的是，该模组在27.83平方公分的面积上，达到了21.4%的认证开路效率。该研究使用Enlitech的QE-R量子效率测量系统和SS-X系列太阳光模拟器进行的效率量测。这些精准且快速的量测设备工具在研究团队的成功中起到了关键作用，提供了整个研究过程中准确且可靠的数据。该研究还包括对钙钛矿薄膜结晶过程以及其光学性质的详细研究。该团队使用了各种方法来监测和分析这些过程，从而对材料的行为有了全面的理解。‍‍‍

第15届【Fπ电子国际研讨会】Fπ15研讨会将于2023年6月17日至21日在美国的北卡罗来纳州举办，这是自1989年以来该会议在日本、欧洲和中国等地成功举办的最新一届。该研讨会最初于1989年作为「功能性染料国际研讨会」启动，为了应对学术和工业研究的发展并扩大会议的范围，于2002年更名为「功能π电子系统国际研讨会」。所有来自世界各地的有机电子专家和有抱负的明日之星都将齐聚一堂。研讨会主题：材料设计与合成自组装和内在属性单分子电子学；生物电子学电荷传输；晶体管光化学，光物理；光采集；太阳能电池发光材料与器件自旋物理学；自旋电子学现场更新:

1：铅在钙钛矿器件中的难以被取代的原因      针对钙钛矿的毒性问题，一个关键问题是，在不含铅的情况下是否能够实现优异的钙钛矿光电性能。尽管在这方面已经取得了一些进展，但无铅钙钛矿太阳能电池的功率转换效率和稳定性仍然远低于含铅的钙钛矿光伏电池。这是因为含铅的钙钛矿具有一种特殊的轨道混合构型，有助于其出色的光电性能。因此，研究人员尝试使用具有类似轨道构型的其他金属来替代铅，其中被泛研究的材料是锡（Sn）基钙钛矿。      锡的离子半径（118 pm）与铅（119 pm）相似，并且具有孤对的5s和空的5p轨道，其有效核电荷（Zeff）分别为10.63和9.10。然而，锡离子Sn2+有被氧化为Sn4+的趋势（Sn2+/Sn4+的标准还原电势E0 = 0.15 V，而Pb2+/Pb4+的E0= 1.67 V）。这可能是因为缺乏镧系元素的影响，导致锡离子5s孤对电子的Zeff比铅离子中的6s孤对电子较小。因此，在钙钛矿薄膜中产生的Sn4+会意外地导致高缺陷密度，从而降低了光电性能。此外，据认为，SnI2的急性毒性比PbI2更高。     除了锡，还有另一种具有相同价电子构型的IV族元素，即锗（Ge）。然而，由于锗离子的较小离子半径（73 pm）和更高的氧化倾向（Ge2+/Ge4+的E0 = 0 V），导致锗基钙钛矿的光电特性和稳定性较差。为了寻找稳定的无铅钙钛矿材料，研究人员还尝试了其他组合物，其中包括含有Bi3+和Sb3+的ns2元素。然而，这些组合物形成的晶体结构具有相对较宽的带隙和较差的电荷传输能力，限制了它们的光电特性。目前来看，就钙钛矿晶体的光电性能、热力学和环境稳定性而言，铅仍然是最有前景的元素。（见方框1表）方框1表：铅和其他替代离子以及含有这些离子的卤化物钙钛矿（相关）化合物的典型性质O、可实现的；X、无法实现。数据来源于参考文献中。2：PSCs对环境的影响为了评估PSCs对环境的影响，人们采用了生命周期评估的方法，考虑了从提取、纯化和制备铅相关原材料，到PSCs的制造、安装、维护，以及产品寿命结束时的处理等所有阶段。对PSC生命周期的评估得出了一些积极的结论，认为PSCs比其他技术（如商用硅太阳能电池）更具可持续性。然而，PSCs中铅的泄漏仍然是一个令人担忧的问题。一旦安装完成，面板的大部分寿命将受到不受控制的大气条件的影响，而面板的损坏可能导致铅溶解和扩散。通过生命周期分析和浸出研究，可以确定潜在的暴露浓度，但其对人类健康或环境的影响取决于有机物可生物利用总铅的量以及生物可利用部分是否具有毒性问题。在土壤中，铅的生物利用程度取决于水中铅的形态、土壤的化学成分（如离子强度、pH值、天然有机物）以及土壤类型（如粘土、壤土等）。钙钛矿中的有机阳离子会改变土壤的pH值，并影响植物对铅的吸收能力。图1 PSC的铅泄漏途径及其潜在环境影响的评估因此，在评估环境或人类健康风险时，应考虑铅的形式、化学转化以及周围的化学基质。人类每周铅摄入量（LWI）被视为衡量铅暴露的健康指标，联合国粮农组织将其上限设定为0.025 mg/kg。通过假设损坏的PSC面板中的所有铅将在有限的时间内泄漏并进入环境，可以估计在不同百分比的分散和环境扩散情况下的LWI水平。图1所示的方案是在考虑不同可能情况的基础上进行计算的，以估计LWI的潜在水平。从这些结果可以推断出，只有一小部分总铅可能对人类构成风险，因为在许多情况下，LWI将高于人类3000-5000年前的估计水平以及2010年取消的成人LWI限额。3：PSC中的铅固定化策略1）晶粒封装 通过将钙钛矿颗粒包裹在疏水性有机物（如聚苯乙烯）、防水氧化物（如TiO2、SiO2、Al2O3）或不溶性铅盐（如PbS、PbSO4、Pb(OH)2）中，可以有效地阻断水进入和离子流出的通道。选择透水性较低的覆盖层材料，确保覆盖层具有强疏水性、高致密性并完全覆盖钙钛矿晶粒。例如，通过在钙钛矿结晶前或后处理过程中引入小分子的缩合物，或在钙钛矿层的顶部沉积疏水分子或功能盐（如磺基、硫酸盐、硫化物），可以实现对晶界和表面的原位封装。良好粒径分布的含铅钙钛矿显示出出色的水稳定性，并在作为生物成像闪烁体时表现出潜在的应用前景，而对目标动物没有显著的细胞毒性，这表明生物利用度降低。另外，将防水层插入用于内部或外部封装的PSC中，也可以防止水分渗透。然而，这些方法在器件损坏的情况下可能会失效。尽管通过将可固化材料与密封剂混合赋予了一些自修复特性，但由于受损密封剂的固化通常需要外部刺激（如紫外线辐射、加热），其保护效果可能存在问题。2）铅络合 通过添加适当的添加剂，形成与铅离子（Pb2+）形成低溶解度复合物的策略，降低钙钛矿中铅化合物的溶解度。典型的添加剂应具备两个供电子的路易斯碱官能团（如羰基、硫醇、磺基、硫化物、卟啉环、冠醚），通过酸碱相互作用与路易斯酸性的Pb2+离子配位。添加剂的疏水主链或侧链应具有疏水性部分（如长烷基链、氟基团、碳纳米管），使得在络合后形成的络合物在水中沉淀。因此，形成的络合物在配体与Pb2+离子螯合之后变得疏水。例如，在钙钛矿前体中加入聚丙烯酸接枝的碳纳米管（CNT-PAA），可以有效抑制相应PSCs中的铅泄漏。3）结构集成 通过提高组成元素之间的结合强度、集成体的连接性和界面内聚力，钙钛矿结构在器件内的集成可以增加水渗透、结构碎裂和分层的能垒，从而提高结构的稳定性，防止水溶解和铅泄漏。例如，通过引入具有强配位能力或偶极-偶极相互作用的界面/集成桥，可以增强器件的互连性。已证明，钙钛矿顶表面的化学相互作用增强对抗晶体坍塌和延缓铅释放的效果是有效的，但在器件损坏的情况下可能会失效。因此，需要将整个结构集成，包括钙钛矿层的表面、本体和界面。通过在钙钛矿层中引入可聚合单体，构建钙钛矿/聚合物基质，可以实现钙钛矿晶粒的整合。例如，丙烯酰胺单体作为钙钛矿膜的添加剂，可以在原位聚合过程中形成聚酰胺，并与钙钛矿发生转化。聚酰胺中的-C=O基团可以在晶界和钙钛矿表面与过配位的Pb2+发生相互作用，形成坚固的螯合结构在沉积的薄膜中。此外，聚酰胺在暴露于水中时易形成水凝胶，这进一步防止了Pb2+从器件溶解和扩散到水中。此外，。聚合过程中单体的团聚效应可以在钙钛矿层内引起压缩应变，从而增加离子迁移的活化能和水渗透的势垒，提高高湿度条件下的晶体稳定性此外，将钙钛矿渗透到刚性和介孔结构中，也有望防止结构坍塌。4）泄漏铅的吸附 由于铅固存效率（SQE）与吸附位点的密度直接相关，因此需要充足的负载材料，以确保足够的铅吸附能力。因此，在装置的内层中实施Pb吸附剂可能是不够的，因为逐层清除的能力有限。过多的绝缘材料会降低电极的导电性。此外，电荷传输层的厚度通常只有几百/几十纳米，这限制了捕获钙钛矿膜中所有Pb2+的能力。因此，更好的选择是将铅吸附材料嵌入外部封装中，这样可以避免负载量的限制，保持器件性能。例如，Li等人提出了一个优秀的方法，通过在前玻璃顶部沉积高透明度的Pb吸附剂，而不需要过滤入射光，并将聚合物密封剂与Pb2+结合材料的混合物插入后电极和封装盖之间。由于两侧都具有显著的铅吸附能力，这种化学方法可以显著减少铅泄漏达到96%。此外，应在不同的温度和pH条件下组合使用具有不同活性的铅吸附材料。例如，利用膦酸和亚甲基膦酸基团组成的铅吸附剂，由于其温度依赖的去质子化效应，可以在较大温度范围内保持较高的铅固存效率（SQE）。图2：PSC中的铅固定化方法4：PSC中的铅固定化策略对比及铅泄漏测量方案设计对上述四种铅固定策略从工作机理、保护效果及对器件性能的影响等方面进行了系统比较。值得注意的是，内部铅固定策略（即分离、络合、整合）表现出高选择性和快速响应性，因为在泄漏之前Pb2+离子得到了预先保护，但其铅固存效率（SQE）相对较低（约60-80%）。铅的固定能力与嵌入添加剂中功能位点的密度有关，尤其对于络合方法。然而，添加剂中的大多数是绝缘的，在某些情况下是光吸收的，这会破坏电荷传输和光子捕获，并且添加剂与Pb前体之间的相互作用会影响钙钛矿结晶。因此，在添加剂浓度超过钙钛矿材料的容忍度时，可能会在PCE和SQE之间存在权衡。然而，适量的Pb固定添加剂可以有利地提高PCE和寿命，分别通过最佳优化器件与原始器件的PCE和寿命比来定义。晶粒封装和化学络合的方法由于晶粒的惰性和形成的铅络合物的不溶性，在铅回收过程中可能面临挑战，因为铅回收依赖于从器件中提取铅的容易性。此外，在大规模制造中，在钙钛矿层中形成均匀覆盖层可能存在问题，因为难以控制层厚度，这限制了PSC的升级。在这些方面，结构集成似乎更具潜力，其中铅的固定能力与添加剂的结构稳定性相关，而不是与螯合位点有关，从而实现相对较高的SQE（约80%）。相比之下，在SQE接近100%的情况下，外部实施铅吸附剂在抑制铅泄漏方面更为有效，因为可以加载大量材料而不影响器件性能。然而，这种方法仍然存在一些缺点，可能会降低其有效性。值得注意的是，PSC的铅泄漏及其吸附在很大程度上取决于测试条件，如温度、pH值、暴露水的体积以及设备的损坏方式。然而，表2中报告的SQE值是在完全不同的条件下测量的。为了定量评估PSC的铅泄漏并比较全球各实验室使用不同铅固定技术的情况，需要建立一个由计算模型支持的标准铅泄漏测试方法。此外，建议采用标准方式测量一些指标，如总泄漏铅浓度（cLL）、泄漏率（LR）和SQE，并模拟钙钛矿在恶劣天气条件（酸性和大雨）下的两种暴露情况（浸水和滴水），如表2和图3a所示。此外，应使用老化的钙钛矿膜进行铅泄漏测量，而不是完整器件，包括有或没有分层封装剂，以模拟钙钛矿层完全暴露于水的情况。此外，可以进行生物测试，评估泄漏铅对植物或动物生长的影响。图3：建议的铅泄漏测量和铅固定器件结构四、小结铅基PSCs的研究在效率和稳定性方面取得了快速进展。现在是时候进一步研究如何在考虑可持续性的情况下，在大规模工业规模上实施这一有前景的技术的下一阶段，以避免从前体制备到太阳能电池板的长期工作寿命中可能发生的铅泄漏。同时，在实际部署基于卤化铅钙钛矿的光电器件时，需要进行深入的职业和当地人口风险评估，以确保在其运行过程中和使用寿命结束时防止铅泄漏，这不仅是法律要求，也是道德义务。有关铅使用的具体立法可以推动铅固定化和设备回收战略的创新。同时，应制定紧急应对措施计划，以减少发生火灾事故时空气中无意排放的铅对土壤的污染。此外，在将PSCs投放市场之前，应进行标准测试，以评估潜在的铅泄漏风险。参考文献Zhang, H., Lee, JW., Nasti, G.et al. Lead immobilization for environmentally sustainable perovskite solar cells. Nature 617, 687–695 (2023).Doi: 10.1038/s41586-023-05938-4

在光电领域，量子产率（PLQY）是一项至关重要的参数。对于那些对此领域充满热情和挑战的研究者来说，选择一款可靠、精细、易于操作的光致发光量子产率量测系统就显得至关重要。光焱科技Enlitech研发的LQ-100X-PL就是为满足这些需求而生，LQ-100X-PL适用的研究领域广泛，包括荧光粉、LED荧光材料、OLED荧光材料、钙钛矿、雷射染料、钙钛矿量子点粉末与单晶、PbS量子点等。每一个优秀的研究团队都明白，最重要的工作不是组装测量仪器，而是进行实质的科学研究。是时候停止使用自行组装的PLQY量测系统，不再为低重复性、体积过大、切换波长困难的问题感到困扰。一切的解决方案，只需要光焱科技Enlitech的 LQ-100X-PL。一、打破传统，提供一站式解决方案1. 你还在买零件自行组装PLQY量测系统吗？自行组装PLQY量测系统，除了设备选购、组装和调试等问题外，更严重的是可能因为各种不可控因素导致测量的重复性低，影响整个研究团队的工作效率。在LQ-100X-PL面前，这些问题都将不再困扰您。只需要购买一台光焱科技LQ-100X-PL，即可为实验室提供完整的PLQY测量解决方案。2. 你还在为了自组量测系统量测重复性低而感到困扰吗光焱科技LQ-100X-PL的PLQY重复性能达到98%以上，ELQY重复性更高达99%以上，对于实验室来说，是值得信赖的选择。3. 你还在苦思自组量测系统难以适应手套箱的空间？为了满足不同实验室的需求，我们设计了LQ-100X-PL，其尺寸仅502.4mm(L) x 322.5mm(W) x 352mm(H)，能轻松整合进实验用手套箱内4. 你还在为了切换波长工序繁琐严重降低效率而苦恼吗?LQ-100X-PL采用了切换光源容易的设计，需要切换不同波长光源时，无需专业施工团队，只需要转开光纤线，即可实现切换，也可以轻松拓展波长至900~1700nm二、全面功能，可测量多种参数LQ-100X-PL具备多项强大功能，可满足不同的量测需求：LED/发光器件PL光谱（NIR）：通过测量光谱，准确分析LED或发光器件的发光特性。LED/发光器件PL猝灭速率分析：帮助研究人员分析LED或发光器件的猝灭速率，以了解其发光效率。LED/发光器件PLQY（光致发光量子产率）：LQ-100X-PL能够精确测量LED或发光器件的PLQY，为研究者提供重要的光电性能参数。LED/发光器件EL光谱：通过选择配套EL套件，LQ-100X-PL可以测量太阳能电池的电致发光光谱，帮助研究人员深入了解其性能。LED/发光器件EL EQE（光电转换效率）：通过选配EL套件，LQ-100X-PL能够测量LED或发光器件的电致发光光谱，提供有关光电转换效率的关键数据。三、选择LQ-100X-PL的10大理由紧凑结构，体积小：LQ-100X-PL的尺寸仅为502.4mm（长）x 322.5mm（宽）x 352mm（高），非常适合实验用手套箱的整合，避免因水解或氧化导致测量效果不佳的问题。可定制样品盒：为产品量身打造的样品盒可快速对位待测产品，并配备4英寸外径PTFE材质的积分球，具有大开口，便于操作。激光与LED双光源选择：LQ-100X-PL配备LED和激光两种光源选择，可根据样品的特性和能量耐受性自由选择。激光光源可选波长为375 nm / 405 nm / 532 nm等，提供高单色性和超窄带宽光源，为精确测量提供手术刀般的精度。如果受测样品材质无法承受激光高能量，LQ-100X-PL还提供LED光源选择，可供选择的波长包括385 nm / 405 nm / 430 nm / 470 nm / 532 nm，经济实惠。同时选购激光和LED光源，让您同时享受两种光源的量测兼容性。光源切换便捷：LQ100X-PL采用独特设计，切换不同波长光源非常简便，无需专业施工团队，只需转动光纤线即可轻松完成切换。全自动智能软件控制光强：激光光强调整步进为1%，LED光源调整步进更可达到0.1%的超精细调节，确保光源强度精确可控。NIR快速拓展模块可选：可选购NIR拓展模块，轻松将光源波长范围从300~1100nm拓展至900~1700nm，满足不同产品波长需求。支持原位时间PL光谱分析：LQ-100X-PL支持原位时间PL光谱分析，能够快速表征材料在原位时间上的变化，并生成2D和3D图表。可选配EL套件：选购EL套件后，LQ-100X-PL可用于电致发光ELQY量测，进一步扩展了其应用领域。高速测量：LQ-100X-PL具备极快的测量速度，每秒可测量2~3个点（具体速度根据测量参数设置而有所差异）。广泛的亮度范围：LQ-100X-PL可用于超低亮度测试，亮度范围可达0.01nit，满足不同亮度要求的测量需求。在选择光致发光量子产率量测系统时，光焱科技Enlitech的LQ-100X-PL凭借其紧凑结构、可靠性、全面功能和竞争优势成为您的好选择。无论您的研究领域是荧光粉、LED荧光材料、OLED荧光材料、钙钛矿、雷射染料、钙钛矿量子点粉末与单晶还是PbS量子点，LQ-100X-PL都能为您提供精准、可靠的量测解决方案。让我们把预算花在刀口上，让您的研究团队将更多时间专注于产品开发，将剩下的事情交给光焱科技专业团队为您设计的LQ-100X-PL。选择光焱科技，开启量测新时代！

Nature：突破障碍 - 何祝兵团队在甲胺掺杂的倒钙钛矿太阳能电池中达成25.86%的效率分子掺杂工艺： 研究人员引入了一种使用二甲基胺基掺杂剂的分子掺杂工艺，该工艺能够创建一个与p-钙钛矿/ITO接触良好且能够完全钝化晶界的结构。这种创新工艺提高了钙钛矿太阳能电池的功率转换效率（PCE），实现了经认证的25.39%的PCE，这是对钙钛矿太阳能电池现有标准的改进。分子挤压技术： 该工艺采用了一种独特的“分子挤压”方法，在甲苯淬灭结晶过程中将分子从前驱体溶液排出到晶界和薄膜底部。这种独特的技术导致了钙钛矿薄膜的p-掺杂，有助于提高器件的效率。长寿命和高效率： 器件在逆向扫描时实现了25.86%的效率，并表现出卓越的稳定性，即使经过1000小时的光老化，仍能保持96.6%的初始效率。这表明钙钛矿太阳能电池在性能和可靠性方面取得了显著的进步。在不断发展的光伏领域中，更有效、可持续地利用太阳能的追求是一项不懈的努力。科学家已经探索了许多途径来提高太阳能电池的效率，其中钙钛矿太阳能电池因其性能潜力和经济制造能力的结合而一直脱颖而出。今天，我们将聚焦于一支南方科技大学何祝兵团队率领杰出的研究团队所取得的重大突破，他们实现了钙钛矿太阳能电池效率的深度提高，这标志着我们共同追求更可持续和能效的未来的重要一步。这项开创性的研究提出了一种与传统方法有着根本不同的新型分子掺杂工艺，使用了一种二甲基氨基基团的掺杂剂。这种掺杂剂巧妙地用于形成和谐的p-钙钛矿/ITO接触，并精确地去除晶界缺陷，推动了钙钛矿太阳能电池功率转换效率（PCE）的大幅提升。研究团队创造出了一个惊人的世界纪录，即25.39%的认证PCE，为该行业设定了新的标准和潜力。为了达到这个非凡的成就，研究人员提出了一种被称为“分子挤压”的巧妙技术。这种创新策略迫使前体溶液中的分子在甲苯淬火晶化过程中重新分布到晶界和薄膜底部。因此，这导致了钙钛矿薄膜的p型掺杂，这是实现设备效率显著提高的关键。这种独特的工艺因此标志着一种基础性的突破，从根本上改变了可再生能源范式。然而，这项研究的胜利不仅仅局限于效率领域。该团队的冠军设备不仅在反向扫描中展示了25.86%的PCE，超越了以往的阈值，而且表现出了卓越的稳定性，在经过1000小时的光老化后仍保持了96.6%的初始效率。这项成就解决了钙钛矿太阳能电池技术中的一个主要挑战——效率和稳定性之间的平衡，并为未来旨在优化这两个重要方面的研究提供了有价值的基础。在这项开创性研究的核心是Enlitech的QE-R精密测量设备的精确利用。这种先进的设备为团队提供了准确的读数，使他们能够仔细评估他们的新方法的结果。选择Enlitech的QE-R设备，这种以精度和可靠性闻名的设备，强调了顶级资源在实现突破性成果中的重要性。此外，研究人员深入探究了p-钙钛矿/ITO界面的复杂能带对齐。通过应用紫外光电子能谱（UPS），他们阐明了促进空穴提取的带弯曲现象，这是实现高性能太阳能电池的关键过程。实验揭示了二甲基氨基基团掺杂剂以及与铅离子形成的分子复合物修改ITO基板的功函数，从而获得了有利于高效空穴提取的能带对齐。除了提高效率和稳定性外，研究团队还解决了钙钛矿太阳能电池中常见的滞后效应挑战。通过采用分子挤压技术和精确的掺杂工程，他们显著降低了滞后效应，从而使设备性能更加可靠和可重复。这一突破为实际应用和商业化钙钛矿太阳能电池提供了巨大的潜力，因为它解决了阻碍其广泛应用的主要障碍之一。此外，研究团队对电荷载流子动力学的详尽研究揭示了他们的钙钛矿太阳能电池性能异常出色的机制。通过各种分析技术，包括电荷密度差和Bader电荷分析，他们揭示了钙钛矿薄膜内电荷的重新分布，这归功于有效的分子掺杂策略。这种重新分布导致了提高空穴提取效率和提高整体设备性能的效果。总之，这项开创性的研究代表了钙钛矿太阳能电池领域的重大进展，实现了25.39%的创纪录效率和卓越的稳定性。分子掺杂工艺结合创新的分子挤压技术为实现对设备性能和稳定性的前所未有的控制铺平了道路。Enlitech的QE-R精密测量设备的利用对于准确评估制造的设备的光电性质起到了至关重要的作用。这一非凡成就将我们更接近实现钙钛矿太阳能电池的全部潜力，推动我们迈向由清洁、可再生能源驱动的未来。分离ITO表面的Pb 4f（a），I 3d （b）和P 2p （c）的XPS光谱来自ITO/DMAcPA/钙钛矿（蓝色）和ITO/钙钛矿（DMAcPA）（红色）样品两种钙钛矿薄膜埋底面XPS图 S26.Pb 4f（a）、I 3d （b）和调查（c）的XPS光谱，在底部检测到原始（红色）和DMAcPA掺杂（蓝色）钙钛矿薄膜的表面，与正文中报导了制造过程。 Pb结合能的红移在钙钛矿的埋藏底面检测到（图。S26a）也可以表示O–Pb与键削弱了主流Pb-I共价键的结合能和这里解释了Pb的红移。 S26b），它可以是归因于P-O-H–I的氢键，这已经得到了很好的讨论和通过上述H NMR信号的下场化学位移进行检查（图3A）。

光焱参加【2023 第3届TandemPV**】**，该研讨会于2023年6月6日至8日举行。研讨会将在法国历史名城Chambéry的Le Manège会议中心举行。众多研究人员和业界专家将分享和探讨串联光伏材料、太阳能电池和元件、放大技术以及工业化等领域的最新发展和所面临的挑战。研讨会主题:底部和顶部太阳能电池的材料研究叠层太阳能电池和元件表征和建模稳定、升级和工业化收益率和可融资性可持续性和循环经济光焱参加研讨会现场更新:

KAUST团队上个月刚创下了33.2%的世界纪录，不到一个月的时间又再次刷新钙钛矿/硅晶叠层太阳能电池(perpvskites/silicon tandems)的效率，达到了NERL认证33.7%的效率！该成果使用光焱科技的QE-R _ PV/太阳能电池量子效率光学仪进行开发。恭喜不断超越自我的伙伴。我们很荣幸能再度与客户一同见证这非凡的时刻。KAUST团队是来自King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）的顶尖研究团队。他们在太阳能领域展现出卓越的研究实力和创新能力。KAUST团队以其卓越的科研成果和突破性的技术发展，不断推动着太阳能电池的效率和性能提升。他们的研究成果多次刷新了钙钛矿/矽晶叠层太阳能电池的世界纪录，并获得了NERL的认证。KAUST团队注重国际合作与交流，与各界专家和科学家密切合作，共同探索太阳能领域的前沿技术和应用。他们的成就为可再生能源和可持续发展做出了重要贡献，树立了他们作为世界领先研究机构的声誉。Enlitech 顶尖团队的选择 加速您的研究进展！‍

什么是 PL ?　　光致发光 (Photoluminescence, PL)，是指物质吸收光子后重新辐射出光子的过程，光致发光 (Photoluminescence, PL) 是物质发光的多种形式之一，物质吸收光子跃迁到较高能级的激发态后返回低能态，同时放出光子，故名 “光” 致发 “光”。光致发光 (Photoluminescence，简称PL) 是冷发光的一种，指物质吸收光子 (或电磁波) 后重新辐射出光子 (或电磁波) 的过程。从量子力学理论上，这一过程可以描述为物质吸收光子跃迁到较高能级的激发态后返回低能态，同时放出光子的过程。出处：https://en.wikipedia.org/wiki/Photoluminescence　　光致发光 (Photoluminescence, PL) 的过程，可分为三个阶段：首先，当光照射在物质材料上时会被吸收，被称为光激发，再来多余的能量会被材料传递出去，最后这多余的能量，再以发光的方式被释放掉。因此，光致发光 (Photoluminescence, PL) 是一种探测材料电子结构的方法，与材料无接触且不损坏材料，可以提供有关材料结构、成分及环境原子排列的信息。常用于带隙检测、杂质等级和缺陷检测、复合机制以及材料质量鉴定。图一、光致发光 (Photoluminescence, PL) 过程的能量图。图中越靠上方能阶越高，也就是能量越大，基态 (ground state) 指的是所有电子在最低能阶的状态，其他有额外能量的状态则泛称 “电子的激发态 (singlet state / excited state)”。当荧光物质受到激发光的照射，原本位于基态的电子因为吸收了光的能量，因而被激发到激发态。处于激发态的电子可经多种途径回到基态。图中若电子以放光的方式释放能量回到基态，由此方式所放出的光，可广义称为 “荧光”。而此过程便称为光致发光 (Photoluminescence, PL)。什么是 PLQY ?　　光致发光量子产率  (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 是衡量发光材料的重要指标，同时也是用来对材料进行初级分类的基本参数。光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 定义为发射的光子数量与吸收的光子数量的比例，如以下 PLQY 公式：　　例如，如果材料吸收了 100 个光子并发射了 50 个光子，则其量子产率为 0.5 或 50%。图二、光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 的量测与计算。进行光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 的量测时，会先量测一个空白对照组，量测出来的光谱 (黑色光谱曲线) 只有一个激发光的峰。之后再放入要测试光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 的样品，在相同的光强下让激发光打在样品上，量测出来的光谱 (红色光谱曲线) 除了有原来的激发光的峰之外，同时也会有一个荧光峰出现。比较两条光谱曲线，可以发现样品激发光的峰值强度会低于空白对照组的峰值强度，表示样品吸收了部分的激发光。而在样品的光谱曲线多出来的荧光峰，就是光致发光 (Photoluminescence, PL) 所产生荧光。The quantum yield (Φ) of a radiation-induced process is the number of times a specific event occurs per photon absorbed by the system.The fluorescence quantum yield is defined as the ratio of the number of photons emitted to the number of photons absorbed.出處：https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_yield为什么 PLQY 重要 ? 　　在大多数的应用中，效率 (efficiency) 的研究往往都是最被关注的一项关键指标，效率 (efficiency) 代表着投入系统的努力与从系统获得的收益之间的比率。　　在电致发光器件中，例如有机、钙钛矿或量子点 LED，如何最大化外部量子效率 (External quantum efficiency, EQE) 通常是驱动材料研究最主要的研究动机。但除了对器件架构和电气性能进行精心设计外，效率 (efficiency) 还直接取决于所用发光材料的固有效率，也就是每个分子激发发射的光子之间的比率，是一个很重要的关键。而这种效率 (efficiency) 通常在光致发光 (Photoluminescence, PL) 实验中量化，也就是所谓的光致发光量子产 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY)。如何量测 PLQY ? 　　测量光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 常见有两种方法：第一种量测光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 的方法是采用比较法。比较法是过去较被经常使用的一种方法，其使用一些已知光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 数值的参考标准，分别量测参考标准，以及研究材料的对激发光的吸收率和发射的荧光光强，然后对照比较得到研究材料的光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 数值。但使用比较法有许多缺点与限制，包含可以用来作为参考标准的物质不多，也需要找到与研究材料对激发与吸收特性接近的参考标准。而且每一次实验都要做额外的参考标准制备，大大地增加实验的花费与时间。第二种量测光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 的方法是绝对量子产率测量方法，也就是直接使用积分球来量测光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY)。包括一个激发光源，可以是雷射或  LED，激发光源照射到位于积分球内的发光材料，然后把所有反射、透射或发射的光都被收集在球体内，随后使用光谱仪采集光谱来检测。绝对量子产率测量方法的量测步骤步骤1. 激发光源架设 (本篇以405 nm雷射为例)：激发光源利用光纤耦合接上光纤，连接至积分球。图三：左图为一个 405 nm 雷射光源，带光纤耦合套件，激发光可以透过光纤导出。右图则是量测 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 所使用的积分球，侧边安装光学模块可以连接光纤，并将激发光导入积分球内。步骤2. 准备样品：准备要量测光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 的测试样品及空白对照，比如涂布薄膜的样品，其空白对照就是未涂布薄膜的玻璃基板。图四：右图的 Sample 是待量测光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 的薄膜样品，左图的 Blank 是对照于右图样品，为涂布薄膜的玻璃基板。步骤3. 分别将空白对照与要量测光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 的样品放入积分球内，注意要垂直放入以避免样品掉出，样品架放入的方向也需要注意，将反射镜的方向对准激发光入射的方向。图五：PL 样品架的方式是由积分球上方放入，将样品放入样品架的凹槽中，并将反射镜与样品朝左方 (激发光入射方向) 摆入。步骤4. 调整量测条件：首先，激发光光强可以照测试需求进行调整，可利用鼠标移动输出调整杆，或直接输入需要的功率，100% 表示全功输出，依此类推。第二步是调整光谱仪量测时间，需要配合上一步激发光强的条件进行调整，提高积分时间可使光谱讯号可以有很高的讯噪比 (100:1以上会是比较好的)，也不能设定太长，太长的时间除了影响测试时间外，也可能会因为讯号太强导致光谱数值饱和，数据失真。图六：量测软件上用来调整激发光功率输出、讯号读取以及进行初步测试的接口。其中 Power 控制激发光的输出功率，可手动输入或用拉杆调整。SPM 的 Int_Time 则是可以输入光谱仪的积分量测时间，最后在点击上方 Pre Test 按钮来量测光谱，以检视设定的条件是否合适。步骤5. 光谱量测：分别量测空白对照与样品的荧光光谱，蓝色光谱为空白对照光谱，而绿色则是要量测光致发光量子产率  (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 的样品光谱，由于有光致发光  (Photoluminescence, PL)，因此可以看到在激发光波长范围内，样品的光谱低于空白对照，表示部分激发光已被样品吸收，然后在荧光的波长范围，可以看到样品的荧光光谱出现，而原本的空白对照则是没有的。图七：光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 的量测软件画面。左边对应的功能分别是 (A) Blank 空白对照量测, (B) 样品量测, (C) 计算光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY)。中央的光谱显示图中，蓝色光谱为空白对照光谱，而绿色则是要量测光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 的样品光谱。黑色虚线为选择的激发光计算范围，橘色虚线为选择的荧光计算范围。步骤6. 选择计算波长范围：分别选择要计算的激发光波长范围与荧光波长范围后，按下计算功能，便可计算出光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY)。PLQY 测试的痛点　　光致发光 (Photoluminescence, PL) 与光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY) 是研究材料表征的重要工具，目前材料测试面临挑战有以下三点：(1) PLQY 无法在手套箱内测试。(2) PLQY 无法进行原位时间光谱解析。(3) PLQY 红外波段扩展不易。        手套箱是将高纯惰性气体充入箱体内，并透过循环过滤掉其中如水气、氧气以及其他有机气体等活性物质的实验室设备，许多发光组件的制程都会在手套箱内完成，例如要将发光材料涂布到玻璃基板上所使用的旋转涂布机，都会放置在手套箱内，以避免甩膜的时候，用来溶解材料的有机气体挥发，影响到人员的健康安全；又或者在手套箱内的环境条件比较单纯，可避免许多外在环境条件的干扰，因此当材料甩膜后，最好的状态下就是能在手套箱内直接测试材料的光致发光 (Photoluminescence, PL) 与光致发光量子产率 (Photoluminescence Quantum Yield, PLQY)。　　然而常见的手套箱空间大小，大约只有 1800 mm (L) × 750 mm (W) x 900 mm (H)，如果已经摆放了旋转涂布机以及一些其他必要的设备之后，剩余的空间就显然不足以再摆放一台大型的测试设备。Enlitech 的 LQ-100X-PL 以紧凑的设计，尺寸大小 502.4mm(L) x 322.5mm(W) x 352mm(H)，搭配 4 吋外径 PTFE 材质的积分球，并且整合 NIST 追溯的校准，让手套箱整合 PL 与 PLQY 成为可能。图八：Enlithch 的 LQ-100X 设备放入手套箱的实际拍摄照片。LQ-100X 采用紧凑的设计，并且也考虑了操作人员在手套箱内操作的方便性，以最有效率地利用手套箱内窄小的活动空间。图九：手套箱空间规划配置实拍。照片中的手套箱为基本的两只手套配置 (前面板暂时拆除)，手套箱空间内为 Enlithch 的 LQ-100X-PL 的配置，包含积分球与激发光源，所占用的面积仅有大约手套箱的一半，左边的空间还可以依照其他测试需求摆放其他设备。图左边为 Enlithch 的太阳光模拟器量测载台，太阳光模拟器安装于手套箱下面，由下往上打光照进手套箱内。图十：他牌的PLQY量测设备。他牌的PLQY量测设备都需要占用比较大的摆放空间，所以无法放入手套箱中使用。(图片撷取自网络)　　另外如前面描述的，由于许多发光材料的制程多在手套箱内进行，许多材料表征技术的测试，需要尽可能在制作完成的当下就直接进行量测，例如原位时间 PL 光谱解析。 Enlitech 的 LQ-100X-PL 利用先进的仪表控制程序，可以进行原位时间 PL 光谱解析，并且可产生 2D 与 3D 图表，用户可以更快地表征材料在原位时间的变化。图十一：原位时间 PL 光谱解析。LQ-100X-PL 可提供随着时间记录光谱的量测功能，提供不同方式的呈现结果：(A) 左上: 3D 光谱变化图, (B) 右上: 2D 光谱叠图, (C) 左下, 所有时间的光谱数据, (D) 右下: 2D 强度渐层图。　　Enlitech 的 LQ-100X-PL 系统光学设计可容易的做红外扩展，波长由 1000 nm 至 1700 nm。粉末、溶液、薄膜样品都可兼容测试。PLQY 应用与实际案例图十二：PLQY 应用与实际案例 1。本篇论文使用一种介质退火技术 (LMA) 来调控整片混合钙钛矿薄膜晶体的成长，提升了钙钛矿太阳能电池 (PSC) 功率输出的稳定性。下图为使用 LMA 技术的薄膜与使用参考技术的薄膜其 PLQY 量测结果，可以看出使用 LMA 技术的制程，相较于参考制程所量测到的 PLQY 要来的高。图十三：PLQY 应用与实际案例 2。本篇论文研究碱金属离子对于对 Quasi-2D (Q-2D) 钙钛矿的成核和生长的影响，研究结果证实了一种新的方法优化 Q-2D 钙钛矿 LED 的性能。下图为 Q-2D 钙钛矿添加的 KBr 浓度越高，量测的 PLQY 也越高，此现象与 LED 组件的发光强度成正相关。图十四：PLQY 应用与实际案例 3。本篇论文使用乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 (ETPTA) 作为溶解在反溶剂中的功能性添加剂引入在甩胶制程 (spinning process) 中钝化表面 (passivate surface) 和体缺陷 (bulk defects)。ETPTA 可以通过钝化有效地降低电荷俘获状态抑制缺陷，减少了非辐射复合损耗并提升发光效率。下图为有无添加 ETPTA 所量测到的 PLQY 比较，有 ETPTA 组别具有较高的 PLQY，也相对具有较高的发光效率。

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