近日, 中國科學院大連化學物理研究所複雜分子體系反應動力學研究組研究員韓克利團隊在二維非鉛鈣鈦礦動力學機理研究方面取得新進展, 相關工作發表在《物理化學快報雜誌》 (The Journal of Physical Chemistry Letters) 上.
二維有機-無機鈣鈦礦材料具有較高的穩定性和獨特的光電性質, 已成為材料領域的研究熱點. 經過幾十年的發展, 鉛基二維有機-無機鈣鈦礦已被廣泛用於製備發光二極體, 太陽能電池和光電探測器等設備, 儘管性能優異, 但鉛的環境毒性是其商業化的主要障礙. 從環境保護的角度出發, 發展無鉛的二維有機-無機鈣鈦礦勢在必行.
該研究團隊前期合成了一種二維鍺基鈣鈦礦材料 (J. Phys. Chem. Lett.) . 本工作以該材料為主體, 向其中加入適量的錫元素 (Sn) , 形成一系列二維鍺錫混合鈣鈦礦材料——(PEA)2Ge1-xSnxI4. 研究發現, 加入的Sn元素可以有效減小二維鍺基鈣鈦礦材料的帶隙, 當材料中Sn和Ge的比例為1:1時, 其具有最小的帶隙, 進而可以有效增強材料的光吸收能力, 有利於提高對太陽光的利用率. 同時, 相應的理論計算也證實了加入的Sn元素可以減小材料的帶隙值. 此外, 在二維鍺基鈣鈦礦中摻入錫可以提高其導電性, 這為改善光伏材料的性能提供了一種可行方法.
上述工作得到國家自然科學基金重點項目等的資助.
