(科技处 材料学院)10月2日,材料学院赵晋津教授团队联合香港城市大学吕坚院士团队,在金属卤化物钙钛矿应变工程与各向异性耦合性能研究取得重要进展,成果以 “Strain Engineering of Metal Halide Perovskites on Coupling Anisotropic Behaviors” (金属卤化物钙钛矿应变工程与各向异性耦合行为研究)为题发表在国际材料类权威期刊《先进功能材料》(Adv. Funct. Mater., 2020, 2006243)上,影响因子IF=16.836,石家庄铁道大学为第一单位,石家庄铁道大学的焦忆楠博士、本科生王汉文和香港城市大学(深圳研究院)易圣辉博士为共同第一作者。
近年,金属卤化物钙钛矿太阳能电池的光电转化效率不断提高,现有最高纪录值超过25%,引起了各国科学家们的广泛兴趣和重视。随着对钙钛矿材料深入研究,这种低成本光电材料在X-射线探测、生物细胞成像、仿生神经突触、仿生视网膜、发光二极管(LED)、光电晶体管、非线性光学等生物医学和智能传感领域展现出巨大的应用前景。随着钙钛矿材料应用研究的深入,特别是在柔性可穿戴应用领域,光电器件服役期间反复弯折、温差变化、外界压力等实际环境工况对钙钛矿材料光电性能及材料稳定性会产生显著影响。而当前对钙钛矿材料的力学行为研究,主要在微观结构、载流子寿命、高压下的结构转变、能级结构、光电性能等,宏微观预应力对钙钛矿结构、各向异性、相变和性能影响规律研究涉及很少。预应力工程广泛应用于航空、汽车、能源等工业领域,通过预应力设计,可以显著提高机械材料和系统的稳定性和服役寿命,科学合理的预应力工程对钙钛矿材料未来发展及寿命提高将产生深远影响。基于此,赵晋津教授和香港城市大学吕坚院士从力学和材料学学科融合角度出发,综述了金属卤化物钙钛矿材料在预应力/应变作用下的结构变化,深入剖析了结构改变对于钙钛矿光学和电学性能的影响,并提出了利用预应力耦合材料结构各向异性,以提高钙钛矿材料实际应用效率的优化策略。
赵晋津教授团队长期致力于金属卤化物钙钛矿力电光多场耦合行为,以及结构对称工程对器件性能的影响研究。近年相关系列研究成果发表在国际顶级期刊Nature,《自然》 2020, 584, 377;Nature Communications,《自然通讯》, 2018, 9, 4807;Advanced Materials,《先进材料》, 2020, 2001107; Advanced Materials 《先进材料》, 2019, 31, 1902870; Science Bulletin《科学通讯》, 2020, 65, 1643;Science Bulletin, 《科学通讯》 2017, 62, 1173; Nano Energy《纳米能源》. 2019, 60, 476;Advanced Intelligent Systems《先进智能系统》 2020, 2000122等。在《先进功能材料》上发表的金属卤化物发表的钙钛矿应变工程与各向异性耦合性能研究,详细内容见文章链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202006243