卤化物钙钛矿纳米材料中离子动力学的扫描探针显微镜研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11804042
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2001.凝聚态物质结构、相变和晶格动力学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

In recent years, halide perovskite solar cells attract extensive attention due to their high efficiency and low cost. However, this class of materials suffers from several issues including I-V hysteresis, light induced phase separation, and ambiguous origin of excellent photovoltaic performance, hindering the practical application of perovskite solar cells. Many of these issues are related to the dynamic behaviors of ion in the material, such as ion diffusion, migration, and spatial reconfiguration. Therefore, in this proposal, we select low-dimensional halide perovskite nanocrystals as the target system, and investigate ion dynamics in the material including halide ion transport dynamics, polarization due to reconfiguration of organic groups, transport of external injected ions, as well as their impact on the electronic, optoelectronic, and photovoltaic properties. By fabricating micro- and nanoscale devices, the ion distribution, local optoelectronic and polarization information can be obtained by spatially resolved scanning probe microcopye techniques, such as the scanning laser photocurrent microscope and resonance-enhanced piezoresponse force microscope. This research aims to establish ion dynamics model for halide perovskite, which lays basis for solving the critical questions in perovskite solar cells. In addition, we will also exploit the potential application of ion behaviors in resistive switch random access memories, optoelectronics, battery electrodes, and ferroelectrics.
近年来,基于卤化物钙钛矿材料的太阳能电池以其“高效率+低价格”的优势引起了极大关注。然而,材料中存在的I-V回滞、光致相分离、优良光伏特性来源不明确等问题,对钙钛矿太阳能电池的产业化提出了挑战。这些问题都与材料中离子的扩散,定向迁移,空间位形重构等动力学性质相关。因此,本项目以低维卤化物钙钛矿纳米单晶作为研究体系,着重研究材料中的离子动力学,包括卤素离子的输运动力学、有机基团重构引起的极化、外部引入离子在材料中的输运、以及上述离子行为对材料电学、光电与光伏特性的影响。通过制备基于纳米材料的微纳器件,并应用具有空间分辨率的扫描探针技术(如扫描激光-光电流显微镜与共振压电响应力显微镜等)对材料中的离子分布、局域光电与极化性质等进行测量。研究将建立材料中的离子动力学模型,为解决钙钛矿太阳能电池中的关键问题打下研究基础,并探索离子行为在阻变存储器、光电传感器、电极材料、铁电器件等方向的应用。

结项摘要

近年来,基于卤化物钙钛矿材料的太阳能电池以其“高效率+低价格”的优势引起了极大关注。然而,材料中存在的I-V回滞、光致相分离、优良光伏特性来源不明确等问题,对钙钛矿太阳能电池的产业化提出了挑战。这些问题都与材料中离子的扩散,定向迁移,空间位形重构等动力学性质相关。因此,本项目以低维卤化物钙钛矿纳米单晶作为研究体系,着重研究材料中的离子动力学,包括卤素离子的输运动力学以及上述离子行为对材料电学、光电与光伏特性的影响。通过制备基于纳米材料的微纳器件,并应用具有空间分辨率的扫描探针技术(如扫描激光-光电流显微镜)对材料中的离子分布与局域光电性质等进行测量。研究建立了材料中的离子动力学模型,为解决钙钛矿太阳能电池中的关键问题打下研究基础。特别地,在一维纳米线中发现的由阈值驱动的离子扩散行为可用以制备高耐热性钙钛矿异质结,为其在太阳能电池、LED等光电器件中的应用提供了理论基础。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
A liquid phase anion-exchange approach to highquality all-inorganic halide perovskite microand nanowires
液相阴离子交换方法制备高质量全无机卤化物钙钛矿微米线和纳米线
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Materials Science volume
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Huafeng Li;Jing Li;Yanan Bao;Jianliang Li;Chengyu He;Hengshan Wang;Yajing Zhang;Huayi Tang;Jiao Xu;Yurui Fang;Shuang Liang;Yiming Yang
  • 通讯作者:
    Yiming Yang
Triple-Cation Perovskite Resistive Switching Memory with Enhanced Endurance and Retention
具有增强耐用性和保留能力的三阳离子钙钛矿电阻开关存储器
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    ACS Applied Electronic Materials
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Yang Huang;Lingzhi Tang;Chen Wang;Hongbo Fan;Zhenxuan Zhao;Huaqiang Wu;Min Xu;Rensheng Shen;Yiming Yang;Jiming Bian
  • 通讯作者:
    Jiming Bian

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其他文献

气候变化对作物矿质元素利用率影响研究进展
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨一鸣;王鹤龄;乌兰;李裕
  • 通讯作者:
    李裕
干旱区绿洲土壤Cd、Zn、Ni 复合污染对芹菜生长及重金属积累的影响
  • DOI:
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  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    干旱区资源与环境
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    --
  • 作者:
    南忠仁;王兆炜;杨一鸣;王胜利;赵转军
  • 通讯作者:
    赵转军
Cd/Zn 及 Cd /Zn/Ni 复合污染对胡萝卜生长吸收特征的影响
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    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    农业环境科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨一鸣;王胜利;南忠仁;王兆炜;赵转军
  • 通讯作者:
    赵转军
尉迟寺设壕遗址的性质及大汶口文化晚期聚落系统的控制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    城市与区域规划研究
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王鲁民;范沛沛;杨一鸣
  • 通讯作者:
    杨一鸣
气候变化对作物矿质元素利用率影响研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    生态学报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    杨一鸣;王鹤龄;乌兰;李裕
  • 通讯作者:
    李裕

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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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