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2024年2月19日，姚方和董开连于《ACS Nano》发文，题目为：Micro/Nano Perovskite Materials for Advanced X-ray Detection and Imaging 近年来，卤化钙钛矿材料由于具有大的迁移寿命乘积、强的射线吸收能力、可调节的带隙和可溶液法实现的低成本的晶体生长工艺等卓越的特性而成为辐射探测领域最具应用前景的光电材料。微/纳米钙钛矿材料的半导体型X射线探测器在提高灵敏度和降低检测限方面取得了令人瞩目的进展。本文将回顾微/纳米钙钛矿材料在直接型X射线探测方面的应用，重点关注先进X射线探测器中微/纳米晶体组装和器件性能的提升，探讨应用于钙钛矿X射线探测器的制备技术和光电性能影响因素。随后，总结了钙钛矿X射线探测器的最新进展，提出了该领域面临的挑战和未来应用前景。 文章亮点： 1.钙钛矿材料具有优异的光电特性，如吸光(X射线)能力强、高载流子迁移率、可调的能带结构等，使其成为探测、发光、光伏等光电器件的理想候选材料。 2.钙钛矿半导体与大面积读出电路阵列集成是实现实用多像素成像的关键。 3.设计具有微/纳米结构的材料和器件，可以实现钙钛矿材料和微纳米阵列之间的高度集成，如3D打印和可控的微纳米材料制备精确控制钙钛矿材料的形状和结构，提高了设计的灵活性，简化了集成过程。 https://doi.org/10.1021/acsnano.3c10116

2024年3月13日，材料类期刊《先进材料》（Advanced Materials，IF: 29.4）在线发表了武汉大学方国家/柯维俊团队和武汉纺织大学王海兵博士的最新研究成果。论文题为“Tailoring Perovskite Surface Potential and Chelation Advances Efficient Solar Cells”。论文第一署名单位是武汉大学，博士生邵文龙（2021级）为第一作者，方国家教授、柯维俊教授、王海兵博士为共同通讯作者。 使用各种有机卤化铵阳离子修饰钙钛矿表面已被证明是提高钙钛矿太阳能电池整体光伏性能的有效方法。然而，这些铵阳离子的结构对称性对钙钛矿界面终端的影响仍然不确定。在这里，我们使用基于对称性双（2-氯乙基）铵阳离子（B(CE)A+）和非对称性2-氯乙基铵阳离子（CEA+）的卤化物材料作为钙钛矿吸光层和空穴传输层之间的界面层，研究添加剂阳离子结构对称性对器件性能的影响。结果表明，与非对称性阳离子相比，空间结构对称的B(CE)A+阳离子使得钙钛矿薄膜表面形成更均匀的表面电势，同时与界面终端的未配位Pb2+形成更全面的螯合作用，从而导致了更合适的能带匹配，并增强了对缺陷的愈合。该策略利用界面修饰剂阳离子的空间结构对称性，促进了功能层之间的空穴载流子抽取，并减少了钙钛矿表面的非辐射复合。最终，经过对称性B(CE)A+阳离子处理的钙钛矿太阳能电池实现了25.60%的功率转换效率（PCE）。其未封装的器件在最大功率点状态下运行500小时后仍保持其初始PCE的约91%。这项工作证明了利用添加剂阳离子空间结构对称性在提高钙钛矿太阳能电池的性能和稳定性方面的显著优势。 该工作得到了国家科技部、国家自然科学基金委、湖北省科技厅等项目的支持，也受到了武汉大学公共服务平台电镜中心、纳米中心和超算中心的支持。 论文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202310080  

2024年3月7日，Advanced Materials（《先进材料》）在线发表了武汉大学方国家教授课题组、澳门大学邢贵川、廖金凤教授课题组以及西安交通大学梁超教授课题组关于刮涂宽带隙钙钛矿太阳能电池的最新研究成果。 论文题为“Intermediate Phase Suppression with Long Chain Diammonium Alkane for High Performance Wide-Bandgap and Tandem Perovskite Solar Cells”（《长链烷烃二铵抑制高性能宽带隙和叠层钙钛矿太阳能电池的中间相》）。贾朋硕士生为第一作者，方国家教授、柯维俊教授、廖金凤教授和梁超教授为共同通讯作者。武汉大学物理科学与技术学院为第一署名作者单位。 宽带隙钙钛矿通过调节带隙，可以与窄带隙太阳能电池构建叠层电池以克服单结钙钛矿太阳能电池的Shockley-Queisser限制。然而，宽带隙钙钛矿电池中仍然存在严重的非辐射载流子复合和较大的开路电压损失。该项研究使用原位光致发光测试来监测钙钛矿涂层的中间相演变和结晶过程。通过掺杂长碳链分子辛烷-1,8-二铵二氢碘化物(ODADI)来制备高效稳定的宽带隙钙钛矿太阳能电池。研究发现，在带隙为1.67 eV 的宽带隙 FA0.7Cs0.25MA0.05Pb(I0.8Br0.2)3钙钛矿薄膜中掺杂ODADI不仅抑制了中间相，而且促进了钙钛矿的结晶并且显著地钝化了薄膜的深能级缺陷。结果表明，对于有效面积为0.07 cm2和1.02 cm2的器件，冠军单结倒置钙钛矿太阳能电池的效率分别为22.06%和19.63%，是刮涂制备的宽带隙钙钛矿同类器件中最高的效率值。未封装的器件在空气中表现出优异的稳定性，在恒定的AM 1.5G照明下，在空气中保持其最大功率点的初始效率近500小时。 由此制备的半透明宽带隙器件的效率为20.06%，而四端全钙钛矿叠层器件的效率为28.35%。 该工作为刮涂制备大面积高效稳定的宽带隙钙钛矿太阳能电池和叠层钙钛矿太阳能电池提供了新的思路。 该研究得到科技部、国家自然科学基金委以及湖北省科技厅相关项目的支持。感谢武汉大学公共服务平台提供的SEM测试等支持！   论文链接： https://doi.org/10.1002/adma.202400105