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钙钛矿结构畸变与性能调控研究进展

钙钛矿结构畸变与性能调控研究进展

摘要：金属卤化物钙钛矿材料因其优异的光电性能和可调控的晶体结构，在太阳能电池、发光二极管和光电探测器等领域展现出巨大的应用潜力。结构畸变作为调控钙钛矿材料性能的重要手段，能够显著影响其电子结构、载流子动力学和光电特性，为设计新型功能材料提供了重要途径。近年来，钙钛矿单晶的结构畸变调控研究取得了显著进展。通过改变基底特性、引入有机阳离子、调控卤素组成或施加外部应力，研究人员能够有效调节钙钛矿单晶的晶格对称性和电子能带结构，从而优化其光电性能。特别是，结构畸变对载流子动力学、激子行为和缺陷态密度的调控作用，为开发高性能钙钛矿器件提供了新的途径。本文首先阐述了钙钛矿材料结构畸变的表征方法与机理基础，随后详细分析了实验条件下诱发钙钛矿结构畸变的主要影响因素，进而深入探讨了结构畸变与材料光电性能的构效关系，为钙钛矿光电材料的结构畸变与性能调控提供了参考。
新能源 2026年07月09日
辐射探测用金属卤化物钙钛矿单晶闪烁体

辐射探测用金属卤化物钙钛矿单晶闪烁体

摘要：闪烁体是一种通过粒子辐射或电离射线辐射激发发光的材料，经过100多年的发展，已广泛应用于高能物理、天体物理、辐射成像、国土安全等领域。现市面上所售闪烁体探测器材料大多为NaI∶Tl、LaBr3∶Ce等离子掺杂型发光闪烁体，有易潮解、自放射性本底、高脆性等缺点，已逐渐不能满足日益复杂的辐射探测应用场景。金属卤化物钙钛矿闪烁材料因结构可调性和化学组分多样性的优势，展现出比传统无机闪烁体更优异的性能。其中金属卤化物钙钛矿单晶具有三维结构长程有序、无晶界、缺陷密度低、环境稳定性好与低成本等特点，在辐射探测领域中展现出更大的优势，成为近年来最具有竞争力的辐射探测发光材料之一。本文从分子结构、材料分类及辐射特性等角度全面总结了金属卤化钙钛矿闪烁单晶及其在辐射探测领域的研究进展，并对其在该领域未来的优化方向进行了展望，旨在使读者综合了解金属卤化物钙钛矿闪烁晶体的辐射特性，为新型闪烁晶体材料选型及结构优化提供新的研究思路。
新能源 2026年07月08日
锗基金属卤化物钙钛矿电光效应的第一性原理研究

锗基金属卤化物钙钛矿电光效应的第一性原理研究

摘要：随着光学调制器需求的增长和发展，电光晶体的研究与探索日益重要。然而，目前实际可用的电光晶体种类有限，因此探索新型电光晶体成为一项紧迫任务。本文采用第一性原理计算软件ABINIT，结合密度泛函微扰理论和2n+1定理，系统研究了ABO3型钙钛矿结构的绿色能源材料代表CsGeX3（X=Cl、Br、I）晶体，通过分析电子和离子贡献对电光系数的影响，发现离子位移是影响电光系数的主要因素，其中Ge原子与卤素原子间的伸缩振动起主导作用，该振动增强了畸变八面体的极化率，从而提升了材料的电光性能。计算结果表明，空间群为R3m 的CsGeI3晶体电光系数可达-30. 51 pm/V，与典型电光晶体铌酸锂相当，展现出作为潜在电光晶体的应用前景。
新能源 2026年07月07日
质子交换膜燃料电池催化层界面结构设计研究进展

质子交换膜燃料电池催化层界面结构设计研究进展

摘要：燃料电池反应过程是一个涉及微介观气-液-固三相界面反应以及质-电-热多物理场参数耦合传质的复杂系统, 其全部电化学反应发生在催化层“催化剂/离聚物界面”.设计具有最优传质效率、多级孔结构以及稳定的“催化剂/离聚物界面”,对于提高燃料电池效率、降低贵金属Pt用量具有重要意义.本评述详细介绍了近年来在催化剂浆料组成优化、传输通道有序化、关键材料开发以及Pt/离聚物界面改造等方面的研究进展,为丰富和完善电化学催化界面结构设计提供了新思路和新角度.
新能源 2026年07月06日
高能效转化低碳分子反应耦合技术进展

高能效转化低碳分子反应耦合技术进展

摘要：在碳中和目标深入推进的背景下, 能源与化工产业正面临绿色低碳转型的重大挑战. 低碳分子的高效转化不仅能够减少重质原料的使用、降低碳排放, 还能提高产品附加值, 推动能源和化学品生产向可持续的方向发展. 本文聚焦于高效转化低碳分子反应耦合技术, 重点梳理该技术的科学内涵与边界, 深入分析了其在催化剂耦合方式、反应耦合途径、工艺耦合过程等方面的研究现状和进展, 并系统总结了反应耦合技术及相关领域的挑战与发展趋势, 为化工和能源产业的低碳化转型提供科学指导.
新能源 2026年07月03日
直接氨固体氧化物燃料电池的电极设计与反应机制研究进展

直接氨固体氧化物燃料电池的电极设计与反应机制研究进展

摘要：氨(NH3)是一种储运成本低且本质安全性高的“零碳富氢”能源载体, 直接氨固体氧化物燃料电池(NH3-SOFC)技术是实现NH3能源清洁高效利用的有效途径, 在分布式发电、热电联供等领域具有重要的应用前景, 其技术突破关键在于开发新型高效的电极材料. 本文介绍了NH3-SOFC技术的研究背景、发展现状和工作原理, 重点介绍了近年来本课题组围绕NH3-SOFC的电极材料开发与反应模型构建方面取得的研究进展, 综述了不同电极材料体系的改进思路与优化策略, 并详细分析了导致不同电极材料性能差异的内在原因. 最后, 对NH3-SOFC技术的未来发展方向进行了展望.
新能源 2026年07月01日
高熵氧化物用于固体氧化物电化学电池阴极的研究进展

高熵氧化物用于固体氧化物电化学电池阴极的研究进展

摘要：随着全球能源需求的增加, 开发高效、环保的能源转换和储存技术变得至关重要. 高熵：氧化物是一类由多种元素组成的新型材料. 高熵氧化物因其独特的高熵、迟滞扩散、晶格畸变和鸡尾酒等效应, 在电化学能量转换领域引起了广泛关注. 随着研究的不断深入, 高熵氧化物用于固体氧化物电化学电池(SOCs)领域的研究取得了显著进展. 与传统电极材料相比, 这些高熵氧化物具有更优异的热稳定性、化学稳定性和电化学催化活性. 本文详细综述了高熵氧化物的制备技术及其在固体氧化物燃料电池(SOFC)和固体氧化物电解电池(SOEC)中应用进展. 同时, 本文还总结了高熵氧化物在固体氧化物电化学电池应用中面临的挑战, 并展望了高熵氧化物在未来发展方向.
新能源 2026年06月30日
离子液体在钙钛矿太阳能电池中的应用进展

离子液体在钙钛矿太阳能电池中的应用进展

摘要：伏技术的核心候选者. 然而, 其产业化进程仍受限于器件稳定性和环境毒性. 离子液体(ionic liquid, ILs)作为一种“绿色溶剂”, 凭借其低毒性、强溶剂化能力、可设计性、高离子导电性和较宽的电化学窗口等优异特性, 已被广泛应用于钙钛矿太阳能电池领域. 本文综述了离子液体在钙钛矿太阳能电池中的应用进展, 从概述典型离子液体的基本性质和分类出发, 详细总结了离子液体作为溶剂、添加剂、改性剂等在优化钙钛矿吸光层、改善界面功能层以及提高器件稳定性方面的作用与机理. 最后, 展望了离子液体在钙钛矿太阳能电池领域的未来研究方向和应用前景.
新能源 2026年06月29日
有机电极材料：分类及其在金属离子电池中的典型改性应用

有机电极材料：分类及其在金属离子电池中的典型改性应用

摘要：绿色及可持续发展是当今各行业发展都在追求的目标，电池领域也在不断研究新型电极材料，有机电极材料也因此得到了广泛关注。与传统电极材料相比，有机电极材料具有结构高度柔性、电学性质可调及绿色低成本等优点，正是由于这些优点使其在电池领域有着多种多样的应用，但在应用过程中材料的分子结构及共轭体系等原因导致电子传输困难，存在导电性差的问题，同时由于材料的化学结构和极性，许多有机电极材料在电解质中溶解度较高，造成活性物质损失，使电池出现循环稳定性差及容量衰减等问题，故需要对材料分子结构进行改性。本综述深入分析了有机电极材料在电池领域的发展，通过与无机电极材料进行对比揭示其独特应用优势，阐述了不同类型有机电极材料的电化学机制，并对不同有机电极材料在各种金属离子电池中的应用及进一步的改进措施进行深入探讨。侧重于从分子设计、聚合、不同材料复合以及微纳结构调控等角度，对羰基化合物、有机硫化物及有机自由基等各类有机电极材料在金属离子电池中的应用进行改性，进而提高导电性及循环稳定性实现电池的长寿命发展。最后对有机电极材料的未来发展进行展望，希望通过总结应用中不同的改性措施，采用不同优化方法，研究出具有更高性能、更少缺陷的电极材料。相信经过不断总结改进，有机电极材料可以实现性能升级，在未来应用中实现更大突破，获得更多样的应用，为绿色及可持续发展作出贡献。
新能源 2026年06月26日
聚酰亚胺在电池隔膜与固态电解质膜中的研究进展

聚酰亚胺在电池隔膜与固态电解质膜中的研究进展

摘要：近年来，新能源汽车行业的迅猛发展推动了高能量密度二次电池需求的持续增长。然而，电池使用不当(如过充过放、机械滥用和高温热冲击等)引发的电池短路、燃烧和爆炸等安全事故频发，成为制约其进一步发展的关键问题。当前，电池隔膜和电解液材料的选择局限性是导致安全事故的主要原因。聚酰亚胺(polyimide, PI) 凭借其优异的机械性能、耐热性和电化学稳定性，已成为电池隔膜和固态电解质膜领域的研究热点。本文首先综述了传统PI 隔膜的制备方法、探讨了基于传统PI 隔膜的改性技术，概述了PI 在固态电解质膜中的应用，而后深入分析了其在耐热性、电化学稳定性、离子传导和兼容性等方面的独特优势，最后对PI 在电池隔膜与固态电解质膜中的应用进行了总结与展望。
新能源 2026年06月24日