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一步电纺法制备性能稳定的钙钛矿纳米纤维
2018/5/4 15:19:54 admin

  #转自静电纺丝学术前沿公众号# 大家都知道最近关于有机钙钛矿材料的研究非常热,特别是钙钛矿太阳能电池,作为新一代高效率太阳能电池吸引了大量的研究。由于其不稳定性,特别受湿度影响大,易分解等,导致了钙钛矿材料的制备还存在很大问题。另外,通常用于太阳能电池的钙钛矿材料都是薄膜状的,因此钙钛矿纳米纤维材料鲜有报道。

  最近,国立台湾大学的研究人员报道了通过静电纺丝技术制备性能稳定的钙钛矿纳米纤维。研究人员通过同轴电纺一步制备的核壳结构的纳米纤维,其中核层为钙钛矿,壳层为聚丙烯腈(PAN)纳米纤维。该方法通过将原料(methylammonium halides和PbX2)以不同比例混合在纳米纤维中原位合成了钙钛矿纳米晶, 因此避免了非常复杂的前期合成和后处理。

  通过调节组分可以得到不同颜色的钙钛矿纳米纤维,同时晶粒尺寸也可以通过改变原料比例和聚合物浓度进行调控。通过优化得到的钙钛矿纳米纤维拥有高达30.9%的光量子效率,远远高于其对应的薄膜材料。更重要的是,该钙钛矿纳米纤维由于壳层PAN的疏水性,表现出良好的耐水和耐湿性能。在湿度为85%的室温环境下,存放一个月后的发光效率扔保持在85%以上;当直接浸泡在水中48小时后,其强度也仍然保留50%以上。最后,研究人员将该纳米纤维(橙色)与发蓝光的共轭聚合物配对,得到了发白光的纳米纤维。

1. 通过同轴电纺一步制备发光钙钛矿纳米纤维的示意图。

2.含有不同卤素(Cl, Br, I)钙钛矿纳米纤维的SEM, TEM, 和 Confocal图像。

3. 含有不同卤素(Cl, Br, I)钙钛矿纳米纤维的光致发光谱图。

4. 不同卤素含量的钙钛矿纳米纤维(Br)的发光谱图。

5. 不同卤素含量的钙钛矿纳米纤维(Br)的XRD表征。

6. 含Br钙钛矿纳米纤维的时间发光曲线。

7. 钙钛矿纳米纤维(Br)的耐湿和耐水稳定性研究。

8. 钙钛矿纳米纤维与共轭高分子配对,制备发白光的纳米纤维。

 

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