黑磷量子點(BPQDs)作為**的類晶種位點,以調節CsPbI2Br鈣鈦礦晶體薄層的成核和生長,從而增強了結晶并**改善了形貌,揭示了BPQDs的孤對電子可以誘導CsPbI2Br前體溶液的分子磷原子進行強結合。退火過程中的四相轉變產生了穩定的α相CsPbI2Br。BPQDS/CsPbI2Br核-殼結構同時增強了穩定的CsPbI2Br微晶并**BPQD的氧化。因此,在環境條件下,0.7wt%的BPQDs嵌入CsPbI2Br薄膜器件中,可以獲得15.47%的功率轉換效率,提高了電池的穩定性。
〖圖文導讀〗
以下TEM表明通過液相剝離獲得的BPQDs的直徑為3-5 nm,尺寸分布較窄(圖1A)。高分辨TEM圖像顯示d間距為0.26和0,17 nm,分別對應于BP晶體的(020)和(060)晶面(圖1B)。圖1C為BPQDs溶液的吸收光譜,顯示出從紫外線(UV)到700 nm的波長區域的吸收。XPS顯示主要的P 2p峰位于129.8 eV附近(圖1D)。
該研究首次發現CsPbI2Br薄膜的結晶過程包括四個階段和三個階段的轉變,即在室溫下為新鮮薄膜(黃色δ相),在50°C下為黑色相,在150°至200°C下為棕色相以及在280℃為黑立方α相。在CsPbI2Br前體溶液中添加少量的BPQD(0.5和0.7 wt%)會**改善CsPbI2Br膜在表面覆蓋率和表面均勻性方面的形態學特性(圖2A-D)。作者發現BPQDs @ CsPbI2Br雜化膜(0.7 wt%)的顏色在200°C下從棕色變成黑色(圖2E- H)。在圖2I中,CsPbI2Br薄膜在50°C時在14.69°和29.63°處出現兩個分裂峰,代表低對稱四方β相。在從100°C到200°C的溫度轉變過程中,薄膜的XRD譜圖逐漸發展為**的δ相。在280°C退火后,純α相主導了XRD圖案。這些研究進一步證實了CsPbI2Br 結晶過程中的三相轉變。相反,BPQDs@CsPbI2Br薄膜在200°C時已經顯示出純α相特性,具有(100)和(200)取向的強結晶峰(圖2J)。這些結果表明,BPQD可以降低形成純α相鈣鈦礦的能壘,從而產生光滑且高度結晶的BPQDs@CsPbI2Br。
共聚焦激光掃描熒光顯微術(CLSM)用來研究在摻入少量BPQD后CsPbI2Br鈣鈦礦晶體膜的成核和生長的分子途徑。對于原始的CsPbI2Br,在開始階段,SnO2薄膜表面上開始形成具有不同尺寸和形狀的晶核(圖3A);隨著溫度升高,具有不均勻尺寸的各種晶核趨向于生長成較大的晶體塊,導致鈣鈦礦膜的形態不規則和空洞(圖3B-C)。當摻入BPQD時,該添加劑可建立**的異質成核位點,從而觸發CsPbI2Br晶體的均勻生長。圖3D顯示,由于高且規則的成核密度,小晶體均勻地分布在BPQDs@CsPbI2Br的整個表面。磷的孤對電子(LPE)和CsPbI2Br陽離子之間的相互作用可能會促進雜化膜的均勻覆蓋和光滑表面特性(圖3F)。
黑磷量子點/石墨相氮化碳復合光催化劑(g-C3N4/BPQDs)
銀納米簇/黑磷量子點雙摻雜金屬有機骨架MOF復合物(AgNCs/BPQDs/MOF)