实时原位观测金属卤化物钙钛矿中晶界对离子移动与稳定性的影响

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51902273
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    21.0万
  • 负责人：
    李澄
  • 依托单位：
    厦门大学
  • 学科分类：
    E0207.无机非金属半导体与信息功能材料
  • 结题年份：
    2022
  • 批准年份：
    2019
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

This research is aimed to explore metal halide perovskite materials, in order to realize high efficient and stable perovskite optoelectronic devices. In current state-of-art perovskite devices, the role of grain boundary in perovskite with different composition and perovskite with different grain size has rarely been investigated to improve the device efficiency and stability. In order to address the above issue, this project will employ photoluminescence imaging microscopy and grazing-incidence wide-angle X-ray scattering (GIWAXS) under the external electric/optical field to in-situ investigate the influence of (1) grain boundary in different perovskite films on ion migration and structure/device performance stability, (2) different grain size and grain boundary on ion migration and crystal structure/device stability. In this aspect, this project aims to gain a fundamental understanding of (1) the detailed ion migration process in perovskite films and (2) the interaction between grain boundary and moving ions. Furthermore, this project is expected to provide insight of the high efficient and stable perovskite optoelectronic devices.
本项目面向高效稳定的金属卤化物钙钛矿光电功能材料，围绕“不同成分，不同晶粒尺寸钙钛矿薄膜材料中晶界对于离子移动和材料稳定性的影响”这一关键科学问题，以“实时原位荧光成像显微镜和实时原位掠入射广角X射线散射测量”为主要研究方法，深入研究钙钛矿薄膜材料中离子移动的物理机制及其对材料晶格结构的影响，改善制备工艺，提高材料和器件稳定性。本项目拟从材料研究体系和实验表征方法的创新性出发，利用荧光成像显微镜和掠入射广角X射线散射，在外加电场/光场情况下，进行实时原位观测（1）不同成分钙钛矿薄膜中晶界（2）不同晶粒尺寸的钙钛矿及其晶界，对离子移动以及材料结构稳定性的影响。深入理解（1）钙钛矿材料中离子移动的物理过程以及（2）移动离子和晶界的相互作用。力争在兼具高效率和高稳定性的钙钛矿光电功能器件上取得突破，并促进我国在这一领域的发展。

结项摘要

金属卤化物钙钛矿光电功能材料在过去数年中发展迅速，在太阳能电池、发光二极管和光电探测器等领域具有广泛的应用。然而器件在外加电场、环境湿度等条件下的稳定性仍然存在较大的问题，限制了其大规模商业应用。本项目的研究内容主要集中于探索不同成分、不同晶粒尺寸的钙钛矿薄膜材料中晶界对于缺陷离子移动和材料稳定性的影响。本项目利用溶剂蒸汽退火、化学掺杂、维度调控等方法对于钙钛矿薄膜进行调节，实现晶粒尺寸和形貌的调控，抑制了离子的迁移，实现高效稳定的钙钛矿太阳能电池和发光二极管。本项目中实现了高效稳定的钙钛矿发光二极管达到了32,675小时的寿命；申请人利用氨基酸分子对钙钛矿功能层进行钝化，器件在大气环境中经过528小时后仍然维持80%以上的光电转换效率。本项目利用荧光成像显微镜和掠入射广角X射线散射等一系列光电表征手段，阐述了影响器件稳定性的主要因素，为大规模商业化应用钙钛矿光电器件奠定了基础。

项目成果

期刊论文数量（14）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（1）
专利数量（5）
Real-time Observation of Ion Migration in Halide Perovskite by Photoluminescence Imaging Microscopy
光致发光成像显微镜实时观察卤化物钙钛矿中的离子迁移
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Journal of Physics D: Applied Physics
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Jing Zhang;Cheng Li;Mengyu Chen;Kai Huang
  • 通讯作者：
    Kai Huang
Role of Molecular and Interchain Ordering in the Formation of a δ-Hole-Transporting Layer in Organic Solar Cells
分子和链间排序在有机太阳能电池中π空穴传输层形成中的作用
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    ACS Applied Materials & Interfaces
  • 影响因子：
    9.5
  • 作者：
    Naresh Ch;rasekaran;Cheng Li;Shivam Singh;Anil Kumar;Christopher R. McNeill;Sven Huettner;Dinesh Kabra
  • 通讯作者：
    Dinesh Kabra
Ga2O3/GaN Heterostructural Ultraviolet Photodetectors with Exciton-Dominated Ultranarrow Response
具有激子主导超窄响应的 Ga2O3/GaN 异质结构紫外光电探测器
  • DOI：
    10.1021/acsaelm.1c00917.s001
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    ACS Applied Electronic Materials
  • 影响因子：
    4.7
  • 作者：
    Ruifan Tang;Guanqi Li;Ying Jiang;Na Gao;Jinchai Li;Cheng Li;Kai Huang;Junyong Kang;Tao Wang;Rong Zhang
  • 通讯作者：
    Rong Zhang
Role of PCBM in the Suppression of Hysteresis in Perovskite Solar Cells
PCBM 在钙钛矿太阳能电池迟滞抑制中的作用
  • DOI：
    10.1002/adfm.201908920
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Advanced Functional Materials
  • 影响因子：
    19
  • 作者：
    Yu Zhong;Martin Hufnagel;Mukundan Thelakkat;Cheng Li;Sven Huettner
  • 通讯作者：
    Sven Huettner
Electrode-Dependent Electrical Properties of Detection-Band Tunable Ultraviolet Photodetectors Based on Ga2O3/GaN Heterostructures
基于 Ga2O3/GaN 异质结构的检测带可调谐紫外光电探测器的电极相关电特性
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Physica Status Solidi (A)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Guanqi Li;Ruifan Tang;Na Gao;Cheng Li;Jinchai Li;Kai Huang;Junyong Kang;Rong Zhang
  • 通讯作者：
    Rong Zhang

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其他文献

Time calibration for the end cap TOF system of BESⅢ
BES™端盖TOF系统时间校准
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    中国物理c
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    朱兴旺;李澄;左嘉旭;张晓杰;何康林;安琪;陈宏芳;代洪亮;封常青
  • 通讯作者：
    封常青
A GEANT4 simulation study of BESIII endcap TOF upgrade
BESIII端盖TOF升级的GEANT4模拟研究
  • DOI：
    10.1088/1674-1137/37/9/096002
  • 发表时间：
    2013-09-01
  • 期刊：
    Chinese Physics C
  • 影响因子：
    3.6
  • 作者：
    张辉;邵明;李澄;陈宏芳;衡月昆;孙勇杰;唐泽波;姬长胜;陈天翔;杨帅
  • 通讯作者：
    杨帅
基于附加相位判别的自适应二次谐波励磁涌流制动方案研究
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    中国电机工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    袁宇波;李澄;陆于平;许扬
  • 通讯作者：
    许扬
A large-area GEM detector using a novel self-stretching technique
采用新型自拉伸技术的大面积 GEM 探测器
  • DOI：
    10.1007/s00170-015-6995-4
  • 发表时间：
    2024-09-13
  • 期刊：
    The International Journal of Advanced Manufacturing Technology
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    尤文豪;周意;李澄;陈宏芳;邵明;孙勇杰;唐泽波;刘建北
  • 通讯作者：
    刘建北
血管平滑肌细胞表型与出血的关系
  • DOI：
    10.1021/acs.jpcc.2c07582
  • 发表时间：
    2018
  • 期刊：
    中华中医药学刊
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    杨蕾;张芳;李盼盼;王领弟;李澄;李彦楠;于航;孙孟瑶;师伟;徐丽
  • 通讯作者：
    徐丽

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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