课题组招聘优秀博士后及研究人员启事

课题组招聘优秀博士后及研究员启事

武汉大学物理科学与技术学院-量子物质能量转换协同创新中心-新型能源材料器件与系统集成方向-能源材料与半导体器件团队 基于国家计划重点项目和湖北省技术创新专项招聘有机无机杂化钙钛矿材料、钙钛矿太阳能电池和钙钛矿发光器件领域研究人员/博士后

工作地点:湖北 武汉

待遇:博士后年薪40万元;其他研究人员面议,如满足学校引进人才条件,以学校条件给予支持。

课题组网站及师资情况简介:http://202.114.78.174/fanggroup/

http://physics.whu.edu.cn/info/1052/5951.htm

http://physics.whu.edu.cn/info/1056/2161.htm

1. 课题组简介:

方国家,二级教授、博士生导师、国务院政府津贴获得者。

柯维俊,教授、博士生导师、国家海外引进青年人才。

陶 晨,高级研究员、硕士生导师、海外引进青年人才。

课题组在Nature Communications、Nature Photonics、Nature Energy、Joule、JACS、AM、Matter、AFM、Nano Energy、IEEE EDL和APL等杂志上发表SCI源刊论文300余篇。授权发明专利三十余项。主持863计划课题、国家自然科学基金委重点项目、国家自然科学基金面上项目和湖北省技术创新重大专项,参与国家973计划子课题、国家自然科学基金委重大研究计划子课题等多项科研项目。

2. 应聘条件

(1)毕业于海内外知名高校材料、化学、物理、微电子等相关专业的博士,年龄在35周岁以下(留学人员可适当放宽),在太阳能电池或发光器件方向上具有较强的独立开展实验科学研究的能力。

(2)严谨务实,积极进取,具有良好的团队合作精神和极强的责任感。

(3)已发表一定数量的学术论文。

(4)具有较强的英文写作及交流能力。

3. 申请时请提供以下材料(非诚勿扰,发至邮箱):

(1) 教育经历(本科、硕士、博士);

(2) 博士期间、博士后期间参加的主要科研工作简介;

(3) 博士论文的主要内容;

(4) 发表(含录用)论文清单;

(5) 预计到岗时间。

联系方式:gjfang@whu.edu.cn

 

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AOM发表硕士生刘陈威高效准二维绿光钙钛矿电致发光研究新成果

准二维(quasi-2D)钙钛矿发光二极管(PeLED)因其独特的量子限域效应和优异的光热稳定性而被认为是电致发光领域最有潜力的候选器件之一。准二维钙钛矿薄膜制备过程,往往需要加入一定量的有机大阳离子,这些大阳离子的引入能减少钙钛矿晶粒尺寸,极大的改善薄膜的表面形貌,同时提高量子荧光产率以及载流子寿命。然而,加入有机大阳离子也会导致低维相形成难以预测,过多的低维相存在会造成电荷的积累,使得电荷传输受阻,参与辐射复合的载流子密度下降;另一方面,晶粒尺寸的下降也会造成晶界缺陷的增多,非辐射复合比率增加。如果能有效解决这两方面的问题,就能进一步提升准二维钙钛矿器件的性能。

针对上述问题课题组研究人员提出了一些解决方案:通过引入氨基酸有机分子,利用氨基,羧基与钙钛矿低维相的相互作用,优化了低维相的组成;同时载流子寿命提高,缺陷密度减少,器件性能得到了显著提高。相关结果发表在Advanced Optical Materials上。

在前驱溶液中,5AVA分子的羧酸会自发的解离出氢离子并与氨基结合,得到碱性的羧酸根基团和酸性的氨基基团,它们可分别与Pb2+离子形成配位键,与卤素离子形成氢键。这些相互作用在低维相的形成过程中起着至关重要的作用,能显著抑制了n=1n=2低维相的形成,使得钙钛矿低维相分布更加集中,这有利于电荷转移过程,提高辐射复合载流子密度。除此之外,羧酸根离子上的O原子具有富电子特性,与不饱和铅离子结合,能有效钝化卤素空位缺陷,减少非辐射复合比率。引入5AVA有机分子,准二维钙钛矿薄膜的量子荧光产率得到了进一步提高,载流子寿命显著增大。同时钙钛矿LED器件效率从13.9%提高到19.3%,最大亮度为11782.22cd m-2,电流效率达到61.8cd A-1。同时我们制备了大面积钙钛矿器件(器件有效面积为0.9 cm2),得到大面积器件效率为9.78%,最大亮度为6157.6 cd m-2


原文链接:

https://doi.org/10.1002/adom.202200276

 

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《Applied Physics Letters》刊登课题组硕士生董开连-Cs3Bi2I9单晶光电探测器-研究新成果

202259日,Applied Physics Letters(《应用物理快报》)在线发表了课题组有关半透明无铅Cs3Bi2I9单晶自驱动光电探测器的重要研究进展,论文题为“Semi-Transparent, High-Performance Lead-Free Cs3Bi2I9 Single Crystal Self-Driven Photodetector”。物理学院2020级硕博连读生董开连为论文第一作者,武汉大学物理学院方国家教授、柯维俊教授以及东莞理工学院周海副教授为论文通讯作者,武汉大学物理科学与技术学院为论文第一署名单位。金属卤化物钙钛矿因其具有结晶性能好、吸光系数高、带隙可调、低激子结合能、易溶液法制备、低成本等特性而引起人们的广泛关注,被广泛应用于电池、探测器、发光、激光等领域。传统的Pb基的钙钛矿体系在光电器件中取得了很好的性能,但其毒性、水热不稳定性是制约其进一步发展的关键因素。因此环境友好、稳定的全无机非铅钙钛矿是如今研究的热点。在众多非铅钙钛矿体系中,研究得较多的是SnGeBiCu基钙钛矿体系。但是SnGeCu基体系由于其易被氧化而具有一定的局限性。BiPb相邻,具有相近的离子半径、化学性质,是很有前途的稳定、无毒的非铅替代品。此外,单晶相比于多晶薄膜而言,其缺陷更少,更有利于构筑高性能器件。因此,在这项工作中,我们首次采用反溶剂辅助空间限域法生长高质量Cs3Bi2I9单晶微米片,其尺寸可达数百微米,并构筑了ITO/SnO2/ Cs3Bi2I9/PTAA/Au/ITO半透明探测器。我们通过调节Au的厚度,实现了Au/ITO薄膜在品质因子、光透过率以及阻挡溅射ITO刻蚀的权衡,最终经优化的器件在没有外加电压驱动下具有很好的透过率和光探测能力。器件在300-800 nm范围具有31.75%的平均透过率,其开关比约5700,响应度高达52.06 mA/W,探测率在1012量级,线性动态范围高达140.7 dB,且我们的器件对弱光具有良好的探测能力,最低可响应光功率为0.34 nW。最后,我们的器件还呈现出良好的工作稳定性。

Fig. (a) The transmittance spectrum curve of 25 nm Au/ITO device (inset: photography of 25 nm Au/ITO device). (b) Logarithmic I-V characteristics of the 25 nm Au/ITO devices in the dark and under 405 nm illumination. I-t curves of the PD (c) with long-time test in air and (d) under weak light illumination with the optical power of 0.34 nW.

该研究得到了国家自然科学基金、深圳市基础研究项目的支持。

文章链接:https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/5.0090569

 

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Joule:梁记伟揭秘铅卤钙钛矿太阳能电池中零价铅的起源和影响

412日,细胞出版社(Cell Press)旗下能源旗舰Joule(《焦耳》, 影响因子IF=41.2)在线发表了我课题组的研究成果 “Origins and influences of metallic lead in perovskite solar cells” (《钙钛矿太阳能电池中金属铅的起源和影响》)课题组2019级博士研究生梁记伟为论文第一作者,物理科学与技术学院方国家教授、柯维俊教授和余睿教授为论文共同通讯作者,武汉大学为第一作者单位。武汉大学物理科学与技术学院陶晨研究员、澳门大学邢贵川教授和梁超博士参与了部分研究工作。

近年来钙钛矿太阳能电池取得了极大的发展,而如何提高钙钛矿太阳能电池的稳定性是实现其产业化的关键。其中关于钙钛矿材料中有害的零价铅(Pb0)一直是一个热议性的话题,找出其中的根源和影响机理意义重大。Pb0被认为是钙钛矿衰减的一个内在重要原因,其在钙钛矿体内不仅会导致新的复合中心的产生,而且还会降低器件的稳定性。一些研究认为这种有害的Pb0可能来源于钙钛矿前驱体溶液,而其他一些研究报道认为Pb0可能来源于钙钛矿薄膜的生长或者后退火过程。一致的观点是Pb0的存在严重地影响了钙钛矿太阳能电池的光电转换效率和稳定性。因此,科学界迫切需要系统阐明Pb0在钙钛矿吸光材料中的起源及其对器件光伏转换效率和稳定性的影响规律,以便提出解决问题的措施。

研究人员通过系列实验研究发现Pb0的出现主要来自于钙钛矿薄膜中残留碘化铅(PbI2)的降解,而并非形成于钙钛矿的结晶生长过程中。研究结果表明,不仅仅是可见光光照,X射线辐照甚至常规的XPS测试过程也会导致残余PbI2分解形成Pb0;相比较而言,符合化学计量比且纯相的钙钛矿材料本身却呈现出优异的光照X射线辐稳定性;进一步的研究发现,钙钛矿薄膜中的Pb0会抑制钙钛矿的结晶,同时会诱导更多相关的深能级缺陷。这些缺陷的存在不仅增加了器件的非辐射复合,降低了器件的效率,而且也加速了器件的衰减。

该工作提出降低Pb0的首要条件是减少钙钛矿中过量的碘化铅,同时抑制过量的PbI2和其光照附产物Pb0的生成并提供补偿型的阳离子是未来提升钙钛矿电池长期光照稳定性的重要措施之一。