南京理工合作《JPCL》目前最小帶隙！無鉛三維雙鈣鈦礦納米晶

無鉛滷化物雙鈣鈦礦（DPs）由於其穩定性，無毒性和良好的光物理性質而備受關注。

來自南京理工大學、中國科學院大學、山東大學和鄭州大學的研究人員報告了一種新型的，帶隙為1.66 eV的小帶隙Cs2CuSbCl6DP納米晶體（NC），這是已報導的無鉛三維雙鈣鈦礦納米晶體中最小的帶隙。結合飛秒瞬態吸收（TA）和納秒TA技術研究了Cs2CuSbCl6NCs的光物理性質。此外，Cs2CuSbCl6NCs在空氣中顯示出良好的穩定性。這些結果表明這些NCs具有巨大的潛力，可用作光伏應用的光吸收材料。相關論文以題目為「Lead-Free Small-Band gap Cs2CuSbCl6 Double Perovskite Nanocrystals」發表在The Journal of Physical Chemistry Letters 期刊上。

論文連結：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpclett.0c01968

滷化鉛鈣鈦礦納米晶（NCs）在太陽能電池、發光二極體和光電探測器等光電應用領域顯示出巨大的潛力。然而，鉛元素的毒性造成了嚴重的環境汙染，這些NCs的抗溼、光、熱穩定性也很差。近年來，無鉛滷化物雙鈣鈦礦（DP） Cs2B&39;和B分別是+1和+3陽離子；X是滷素陰離子）NCs由於其獨特的三維結構、對環境的破壞較小和空氣穩定性更好而備受關注。無鉛DP-NCs作為一種優良的發光材料，在照明和顯示方面得到了廣泛的研究和發展。

然而，報導的無鉛DP-NCs具有相對較大的帶隙，這使得它們無法成為光伏應用中的吸光材料。吸收對於高性能的光伏材料來說，整個紫外可見光區域是必不可少的。對於DP-NCs來說，摻雜或合金化策略可以進一步改善光致發光（PL）性能，但不能有效地降低禁帶。因此，研製具有小禁帶和空氣穩定性的新型無鉛DP-NCs具有很大的挑戰性和意義。理論計算預測DP家族有數百種可能的組合。

其中，Cu基DP被認為是一種具有良好禁帶性能的太陽能電池半導體材料，但塊材晶體尚未報導。據我們所知，雖然塊材DP晶體無法合成，但它們相應的NC晶體已經通過熱注入法成功地製備出來。我們進一步推測，熱注入可以克服這些材料的高形成能和動力學不穩定性的問題，使它們能夠由於反應強烈而迅速在納米尺度上結晶。另一方面，我們發現銻在滷化物鈣鈦礦中，無論是在普通鈣鈦礦或雙鈣鈦礦、大塊晶體或納米晶、摻雜或合金化、不同尺寸（0D、1D、2D或3D）的體系中，銻具有優異的耐受性，並在滷化物鈣鈦礦中起著關鍵作用。考慮到以上因素，作者致力於製備新型的Cu（I）-Sb-DP-NCs，以獲得理想的能帶結構和更好的光吸收。(文：愛新覺羅星)

圖1。（a）Cs2CuSbCl6雙鈣鈦礦的晶體結構。（b）Cs2CuSbCl6NCs和Cs2CuSbCl6NCs的XRD圖（左）和（022）衍射峰的放大圖像（右）。（c）Cs2CuSbCl6NCs的TEM圖像。（d） Cs2CuSbCl6型NCs粒徑分布直方圖。

圖2。（a）Cs2CuSbCl6NCs的穩態吸收光譜。插入：相應的Cs2CuSbCl6膠體NCs的照片。（b）Cs2CuSbCl6對應的Tauc圖。（c）Cs2CuSbCl6的電子能帶結構。（d）Cs2CuSbCl6的PDO。

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