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最新刊期

基于苯并噻二唑结构的近红外二区有机小分子在生物成像和治疗中的研究进展
景靳彭,陈世棱,王宗樟,陈洪敏

DOI：10.37188/CJL.20230075

摘要：基于光子反射、散射和自发荧光的减弱，近红外二区窗口能够实现高分辨率和信噪比的生物荧光成像，在各种生物医学应用中发挥着重要作用。构建供体-受体-供体结构是设计近红外二区有机小分子的有效方法，基于苯并噻二唑结构的近红外二区有机小分子不仅能够实现光学成像，还能利用光激活的激发态能量转换实现光学治疗。本文总结了基于苯并双噻二唑（Benzobisthiadiazole， BBT）和［1，2，5］噻二唑［3，4‑g］喹喔啉（［1，2，5］thiadiazolo［3，4-g］quinoxaline， TQ）结构的近红外二区有机小分子在生物成像和成像引导的治疗中的研究进展，并对未来近红外二区有机小分子的设计和应用进行展望。
关键词：近红外二区;苯并噻二唑;生物成像;光学治疗

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发布时间：2023-05-27
基于超薄透明Ag₂O/Ag阳极高效有机电致发光器件
陈煌煌,王琳嘉,尹娟,李国刚,吴志军

DOI：10.37188/CJL.20230090

摘要：本文提出了一种方法，通过在玻璃衬底表面引入氧化银种子层，成功制备了具有良好表面、光学、电学特性的超薄透明导电Ag薄膜。首先，在玻璃衬底上用热沉积的方法生长1 nm Ag薄膜，然后对该薄膜进行空气等离子体处理，生成氧化银种子层，该种子层可抑制Ag原子的随机迁移，提高随后沉积Ag原子成核密度，从而促进Ag原子快速成膜。以该超薄透明氧化银/银薄膜为阳极，实现了一种高效磷光有机电致发光器件，器件的最大电流效率、功率效率分别为60.4 cd·A^-1，63.2 lm·W^-1，是常规ITO器件的1.45倍，1.60倍。该研究结果表明，以氧化银为种子层的超薄透明Ag薄膜是极具发展潜力的透明导电电极。
关键词：氧化银;空气等离子体;透明阳极;有机电致发光器件

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发布时间：2023-05-26
红外波段超辐射发光二极管的研究进展
杨静航,晏长岭,刘云,李奕霏,冯源,郝永芹,李辉,逄超

DOI：10.37188/CJL.20230064

摘要：超辐射发光二极管（SLD）具有高功率、宽光谱和低相干性等光学特性，在光纤通信、工业国防、生物影像和痕量气体检测等领域具有极高的应用价值。本文聚焦于SLD的输出功率与光谱宽度特性，综合评述了量子阱、量子点近红外SLD与量子级联中红外SLD的研究进展。其中，详细介绍了InP基量子短线、混合量子点量子阱与异维量子点量子阱等新型有源结构，以及量子点掺杂与区域混杂等相关工艺技术。最后，概述了SLD的应用前景，并对SLD的潜在研究方向和技术发展应用趋势进行了展望。
关键词：超辐射发光二极管;量子阱;量子点;量子级联;光学相干层析成像

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发布时间：2023-05-26
一种比率型荧光聚苯乙烯微球杂化探针用于炭疽病毒标志物的高选择性检测
胡润泽,徐陈,方舟,李颖,闵华

DOI：10.37188/CJL.20230049

摘要：本文首先采用包埋法将通过二苯甲酰甲烷（DBM）和1-10无水邻菲啰啉（Phen）制得的稀土配合物Eu（ DBM）₃Phen包埋进羧基化聚苯乙烯微球中，再通过配位作用引入镧系发光中心Tb³⁺，获得具有双发射中心的荧光聚苯乙烯微球杂化探针Tb-PS@Eu（DBM）₃Phen。利用SEM、TEM、FT-IR、XPS、UV-vis、PL等表征方法对探针分子的结构和性能进行分析。研究结果表明，Tb-PS@Eu（DBM）₃Phen具有优异的稳定性，分散性和荧光性能。此外，通过进一步研究探针分子对2，6-吡啶二甲酸（DPA）的荧光传感性能发现，DPA能够对Tb-PS@Eu（DBM）₃Phen的荧光产生明显的增强效果，这可能是由于DPA和聚苯乙烯微球表面的铽离子配位，进而使配体-稀土之间的能量传递过程受到影响，从而造成Tb-PS@Eu（DBM）₃Phen的荧光增强。同时，Tb-PS@Eu（DBM）₃Phen对DPA具有较强的选择性和抗干扰能力，有望用作检测识别DPA的荧光探针。
关键词：稀土配合物;荧光微球;DPA;比率荧光传感

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发布时间：2023-05-26
YAG: Ce玻璃陶瓷的选择性激光烧结制备及其发光性能
张琦,迟宏毅,吴海洋,赵国煜,韦玮

DOI：10.37188/CJL.20230095

摘要：荧光玻璃陶瓷结合了荧光粉优异的发光性能和玻璃基质良好的热导率及热稳定性的特点，已在高功率白光LED乃至激光照明领域引起了广泛地关注。本文采用了一种选择性激光（CO₂激光器）烧结技术，制备了YAG： Ce荧光玻璃陶瓷，并研究了其荧光发光性能以及构筑的白光LED的器件性能。与传统的重熔融或固相烧结方法不同，选择性激光烧结技术仅对局部加热且升/降温速率大，因此该方法具有节能和快速的特点。研究表明：选用适当的激光功率（24 W）、扫描速度（135 mm/s）和扫描间隔（9 μm）等参数，可制备出形貌较好的YAG： Ce荧光玻璃陶瓷；经过630℃热处理1 h消除应力后，其呈现出Ce³⁺离子典型的4f→5d能级跃迁对应的宽带激发光谱（峰值为340 nm和455 nm），以及5d→4f能级跃迁对应的宽带发射光谱（峰值为570 nm），其量子效率达82%；与450 nm蓝光LED芯片（3.11 V，0.30 A）组合后，可实现92 lm的白光输出，其流明效率为98 lm/W，显色指数为69，色温为5001 K，色坐标为（0.34，0.35）。以上结果表明，该方法在制备荧光玻璃陶瓷中具有重要的应用潜力。
关键词：荧光玻璃陶瓷;Ce³⁺掺杂;选择性激光烧结;白光发光二极管

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发布时间：2023-05-26
量子点修饰Ln-ZIF杂化材料的构筑及其对单宁酸的荧光检测
方舟,贾东升,李天铭,李颖,张栋梁

DOI：10.37188/CJL.20230048

摘要：采用一步水热法制备了一种具有新型褶皱球结构的镧系金属Eu³⁺掺杂的金属有机骨架材料Eu/ZIF-67，并进一步通过配位键合的方式将ZnO量子点负载到Eu/ZIF-67的表面，形成了一种类沸石咪唑酯骨架的双发射荧光杂化材料Eu/ZIF-67@ZnO QDs。通过对材料的结构、形貌以及荧光传感性能表征分析，发现该荧光材料具有ZnO量子点和镧系红光铕离子的双重荧光发射。此外，进一步探究了Eu/ZIF-67@ZnO QDs对单宁酸的荧光传感性能，结果表明，单宁酸能够有效猝灭Eu/ZIF-67@ZnO QDs在ZnO QDs处的特征荧光发射，检出限为0.0299 µM。同时，Eu/ZIF-67@ZnO QDs对单宁酸的荧光响应具有抗干扰能力，可作为一种经济高效的荧光传感器来特异性识别单宁酸。
关键词：金属有机骨架;量子点;双发射探针;单宁酸;荧光检测

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发布时间：2023-05-26
二维材料及其异质结构中载流子动力学过程研究进展
何大伟,赵辉,王永生

DOI：10.37188/CJL.20230101

摘要：二维材料及其异质结构由于其独特的结构和优异的光电性能，有望成为下一代光电子技术的核心材料。光生载流子的动力学性质对这些材料的光电性能具有重要的影响。本文综述了近年来对这些材料中光生载流子动力学过程的研究进展。在时域动力学方面，本文介绍了利用基于超快激光的瞬态吸收光谱技术所揭示的二维材料中的载流子热化、能量驰豫、激子形成、激子-激子湮灭、以及激子复合等物理过程。在空域动力学方面，讨论了利用具有高空间分辨率的瞬态吸收显微技术来研究光生载流子在二维材料平面内的输运过程。在此基础上，进一步讨论了在二维材料异质结构中的电荷及能量在层间转移的过程。
关键词：二维材料;瞬态吸收;载流子动力学;超快激光

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发布时间：2023-05-26
一维光子晶体带边态模式调控的胶体量子点发光性能研究
孟媛,张燕,郭晓阳,吕营,刘星元

DOI：10.37188/CJL.20230124

摘要：一维光子晶体（1DPC）是人工构造的周期性光学介电结构，1DPC可以对发光物质进行调控的主要手段包括缺陷态模式调控以及带边态模式调控。1DPC带边态模式中存在较大的光子态密度，因此可以有效的调节材料的发光性能。本文研究了1DPC的带边态模式对在其表面涂附的胶体量子点（CQD）薄膜的发光性能的影响。通过使用不同的CQD材料、不同的表面薄膜厚度、不同观测角度等手段对样品的发光特性进行了研究。结果表明1DPC带边态模式可以有效调控位于表面层的CQD的发光特性，有效地增强CQD薄膜的荧光发射强度、窄化发射线宽。经1DPC带边态模式调控的CQD材料具有更快的荧光辐射跃迁速率。利用1DPC对CQD材料发光性能的影响有助于优化设计的器件结构，从而大幅提升发光器件的性能。
关键词：带边态模式;胶体量子点;光致发光;角分布;一维光子晶体

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发布时间：2023-05-26
苯乙胺钝化钙钛矿埋底界面提高太阳能电池性能
张康杰,闫伟博,辛颢

DOI：10.37188/CJL.20230120

摘要：采用有机小分子钝化钙钛矿下表面（埋底界面）可以有效抑制钙钛矿埋底界面缺陷形成，降低载流子复合几率。本工作通过预先沉积钝化分子苯乙胺（PEA）的方法来钝化钙钛矿埋底界面。钝化后的钙钛矿晶粒大小与表面形貌无明显变化，吸收边和发光波长稍有红移，最高分子占据轨道能级略有提高。“Pb”元素结合能向高能级移动，而“N”元素结合能向低能级移动，并且钙钛矿中PbI₂的残留量明显减少，表明钝化分子PEA通过“N”原子与钙钛矿下表面悬挂的“Pb”以及残留PbI₂相互作用。基于PEA钝化的钙钛矿电池的开路电压、短路电流密度、填充因子和转换效率分别从1.041 V、21.29 mA/cm²、74.09%和16.41%提高到1.102 V、22.44 mA/cm²、79.28%和19.6%。器件性能的显著提高主要由于载流子的复合降低，归因于1）PEA钝化未饱和配位“Pb”引起的缺陷；2）PEA钝化卤化铅微晶组成的复杂相引起的缺陷；3）钙钛矿与空穴传输层之间的电荷转移速率的提高。钝化的钙钛矿电池器件稳定性明显增强。这种简便、有效的埋底界面钝化策略可以应用于未来大面积钙钛矿太阳能电池的制备。
关键词：能量传递钙钛矿;埋底界面;苯乙胺;钝化;太阳能电池

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发布时间：2023-05-26
单量子点的发光与应用
李函聪,陈浠庆,杨静南,史书姝,许秀来

DOI：10.37188/CJL.20230105

摘要：由于量子限制效应，自组装半导体单量子点具有类似于原子的分立能级，可实现高不可分辨、高亮度和高纯度的单光子发射，其多种激子态能够产生不同偏振模式的光子。而光学微纳结构是调控量子点发光性质的有效手段，当单个量子点与光学微腔发生弱耦合时，Purcell效应将大大提高量子点作为单光子源或纠缠光子对源的性能。同时，量子点与光学微腔的强耦合系统可以作为量子光学网络中的量子节点，以及用于研究单光子水平的光学非线性效应。利用量子点与光学波导的耦合可实现固态量子比特和飞行光子比特的相干转换，以及高效的信息处理与传输，由此构建可靠的片上光学网络。此外，单量子点还具有可操控的自旋态，可作为量子比特的载体。考虑到量子点器件的制备过程易与成熟的半导体技术相结合，基于量子点的器件设计具有良好的可扩展性和集成化潜力。
关键词：自组装半导体量子点;激子;自旋;光学微腔;光波导

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发布时间：2023-05-26
颜色可调CsLa(WO₄)₂:Pr³⁺荧光粉的光致发光和温度传感特性
刘芳芳,郑庆华,宋明君,李荣青,夏峥嵘,童悦,周薇薇,赵旺

DOI：10.37188/CJL.20230055

摘要：利用高温固相法制备了一系列不同Pr³⁺掺杂浓度的CsLa（WO₄）₂荧光粉，测试了X射线衍射（XRD）、漫反射光谱、激发光谱、发射光谱与荧光衰减曲线，讨论了光致发光光谱与浓度、温度的联系，并基于荧光强度比（FIR）技术计算得出温度传感相关参数。CsLa（WO₄）₂：Pr³⁺主要呈现源自³P₀和¹D₂能级的发射，对应的最佳掺杂浓度分别为0.03和0.01，经证实电偶极–电偶极相互作用导致了浓度猝灭。³P₀与¹D₂能级的发射随温度变化趋势不同，这主要归因于Pr³⁺–W⁶⁺的价间电荷迁移（IVCT）、交叉驰豫（CR）和多声子弛豫（MPR）等过程的综合作用。由于上述发射表现出不同的浓度和温度依赖特性，实现了颜色可调谐发光。基于³P₁ → ³H₅ / ³P₀ → ³H₄热耦合能级对和¹D₂ → ³H₄ / ³P₀ → ³H₄非热耦合能级对的FIR，计算得到相对灵敏度分别为586.01/T² K^-1和1071.78/ T² K^-1，表明该材料在温度传感领域具有潜在应用价值。
关键词：Pr³⁺;CsLa（WO₄）₂;光致发光;温度传感;荧光强度比（FIR）

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发布时间：2023-05-26
基于Cr/Ag/WO₃薄膜的柔性反射式电致变色器件增强出版
闫靖宇,吕营,李晟泽,刘彬,李盼,邢开笑,刘星元

DOI：10.37188/CJL.20230113

摘要：柔性反射式电致变色器件在电子纸显示、伪装、智能变色表面等领域应用前景广阔，但仍存在柔性差、对比度低、稳定性不佳等问题。本工作采用电子束蒸发法在玻璃和柔性PET衬底上制备了Cr/Ag/WO₃（CAW）结构无铟反射式电致变色薄膜。CAW薄膜具有高反射率和低面电阻，其可见光平均反射率高达89.1%，面电阻仅为1.2 Ω/□。在电致变色性能方面，CAW薄膜展示出快的着色及褪色响应时间（分别为9.3 s和2.0 s）、高达83.0%（564 nm）的反射光学对比度、大范围的反射颜色调节（> 40 nm）和好的电化学循环稳定性（>4500 次）。此外，CAW薄膜具有良好的衬底兼容性，我们制备了柔性CAW薄膜并组装了图案化柔性电致变色器件，柔性薄膜在弯折2000次后性质基本无衰减，对比度达83.2%（574 nm），器件在不同电压作用下实现了丰富的反射颜色动态调控。这些结果将为高性能柔性反射式电致变色器件构建提供简单有效的指导，在新型显示技术领域有一定应用潜力。
关键词：电致变色;WO₃;无铟;柔性;反射

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发布时间：2023-05-16
基于岛-桥结构的可拉伸发光器件研究进展增强出版
张浩洋,贾士鑫,银达,冯晶

DOI：10.37188/CJL.20230091

摘要：基于岛-桥结构的可拉伸发光器件阵列是当前实现可拉伸显示器的重要方案之一，受到广泛关注。本文汇总了过去十几年中关于岛-桥结构可拉伸发光器件阵列的相关研究内容，对各个器件的性能和特点进行综述。围绕器件的拉伸性、机械稳定性和显示质量等核心问题，重点介绍了发光单元之间可拉伸导线（互连桥）的形状设计与材料选择方案，并对已报到的高像素密度集成策略、阵列拉伸应变分布优化策略和阵列像素密度因拉伸度增大而降低问题的解决方案进行了总结。目前，基于岛-桥结构的可拉伸发光显示阵列的研究还处于初级阶段，器件的设计、制备和实现高性能还面临许多挑战，这篇综述旨在通过对当前研究的总结，为推动可拉伸显示器的发展做出一些贡献。
关键词：发光器件;可拉伸;岛-桥结构

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发布时间：2023-05-16
以二苯并吩嗪为核心的聚集诱导发红光材料的制备及表征增强出版
邢艺凡,石明恺,李芷君,李达,董林林,罗杨,赵世杰,谢天佑,王华,郭鹍鹏,苗艳勤

DOI：10.37188/CJL.20230096

摘要：有机红光材料在全色显示、生物成像及荧光探针等方面有着重要的应用前景。在本文中，我们以电子受体二苯并吩嗪为核，在其3，6位引入给电子基二苯胺衍生物，在其11，12位引入拉电子基吡啶，设计并合成了一种具有给-受体结构的化合物DBPAP。通过元素分析、核磁共振波谱和质谱对化合物的化学结构进行了表征与确认。荧光发射光谱表征发现，DBPAP在四氢呋喃和水的混合溶剂中随不良溶剂水含量增加呈现出典型的聚集诱导发光现象。基于其在固态下的有效红光发射，将DBPAP掺杂到PMMA中制备了红光LED器件。在3.8 V的工作电压下，器件的最大发射波长为644 nm，CIE坐标为（0.58，0.35），最大亮度为1616 cd m^-2。该工作为发展新型固态有机红光材料提供了重要思路。
关键词：有机红光材料;二苯并吩嗪;给-受体;聚集诱导发光;红光LED

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发布时间：2023-05-16
透明发光二极管的研究进展增强出版
李一爽,包志强,邹德月,郭晓阳

DOI：10.37188/CJL.20230111

摘要：透明显示是未来显示的发展方向之一，在智能窗、可穿戴电子产品、虚拟现实技术、触摸屏等领域有着巨大的应用潜力。随着有机、量子点、钙钛矿等新型发光材料的出现，发光二极管的亮度、效率和稳定性飞速发展，然而在此基础上实现两侧对称发光的高性能透明发光二极管仍是一项具有挑战性的工作。本文从有机、量子点、钙钛矿三种新型发光材料出发，综述了利用不同透明电极实现透明化的具体方案，概括了各类透明电极的特点、优势及不足，最后对透明显示的发展进行了展望。
关键词：透明显示;发光二极管;透明电极;发光材料

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发布时间：2023-05-16
溶剂化对有机给、受体分子的热激活延迟荧光的影响及调控增强出版
宋迪,郑天睿,匡卓然,夏安东

DOI：10.37188/CJL.20230079

摘要：具有热激活延迟荧光（thermally activated delayed fluorescence，简称：TADF）特性的有机给、受体（donor-acceptor，简称：D-A）分子体系通过反向系间窜越捕获三重态激子，可以将内量子效率的理论上限提高到100%，因而受到极大关注。通常，具有分子内电荷转移特性的D-A体系可以通过构建扭曲的分子构象来减小单、三重态之间的能差ΔE_S-T，以确保反向系间窜越快速发生。当分子被激发后，若激发态构象中D-A的二面角更接近90˚时，ΔE_S-T会更小，延迟荧光也会增强。然而，快速的溶剂化过程常常会影响激发态构象、分子内电荷转移过程、延迟荧光发射，这使得研究TADF分子发光过程更富有挑战。本文综述了我们课题组近期在溶剂化对D-A体系延迟荧光的影响及调控方面所取得的初步进展。结果显示：（1）强极性溶剂会导致非辐射弛豫增加，不利于TADF发射；（2）改变溶剂粘度，会影响激发态构象弛豫，从而可以实现对TADF的增强或减弱的调控。这些结果有助于理解溶剂化效应与构象弛豫、TADF之间的关系，为TADF分子的设计与合成提供指导。
关键词：有机给受体分子体系;热激活延迟荧光;溶剂化;分子内电荷转移

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发布时间：2023-05-16
反向能量传递增强Er³⁺上转换发光增强出版
杨润,陈浩然,涂浪平,李齐清,常钰磊

DOI：10.37188/CJL.20230100

摘要：提高上转换发光效率是促进上转换发光材料实际应用的关键。在NaErF₄@NaYF₄体系中，惰性NaYF₄壳层可以抑制高组分Er³⁺掺杂下的发光浓度猝灭，其上转换发光主要来源于Er³⁺-Er³⁺的能量传递上转换。本文利用共沉淀法制备了Er³⁺和Yb³⁺分区掺杂的NaErF₄@NaYbF₄@NaYF₄核壳结构的纳米颗粒，通过包覆惰性壳层研究Er³⁺-Yb³⁺-Er³⁺之间的能量传递和反向能量传递过程。由于808 nm波长只能激发Er³⁺而不能激发Yb³⁺，因此在808 nm波长激发下，Er³⁺在惰性壳层的保护作用下将激发态能量传递给Yb³⁺，随后通过反向能量传递回Er³⁺，使得Er³⁺的上转换发光增强。实验结果发现，当中间层Yb³⁺掺杂浓度为100%时，绿色和红色上转换发光最大增强倍数为24.9和9.79。
关键词：稀土纳米材料;上转换发光;反向能量传递;β-NaErF₄

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发布时间：2023-05-16
Er³⁺/Tm³⁺分区掺杂结构的比率型光子上转换低温探针增强出版
吴晗,陈浩然,解小雨,涂浪平,李齐清,孔祥贵,常钰磊

DOI：10.37188/CJL.20230073

摘要：利用溶剂热法制备了六角相NaYF₄：20%Yb， 2%Er@NaYF₄@NaYbF₄：0.5%Tm@NaYF₄多层核壳结构稀土掺杂上转换纳米粒子，研究其在低温场（10 K-295 K）及980 nm激发下分别来自于Er³⁺的绿色与红色以及Tm³⁺的蓝色发光的上转换发光性质。结果显示，绿光强度随温度升高呈现出先增后降的变化趋势，而蓝光强度随温度升高呈现热衰减的趋势。本工作利用发光强度比的测温方法实现了精准的温度测量，相对灵敏度可达3.2 %·K^-1。并通过改变外层发光壳层的厚度调节发光强度比，进一步应用于低温场光学防伪。
关键词：稀土纳米粒子;发光强度比测温;上转换发光;低温场;防伪

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发布时间：2023-05-16
基于布洛赫表面波的有机薄膜方向性发光性能研究增强出版
于猛,吕营,邹德月,郭晓阳,刘星元

DOI：10.37188/CJL.20230116

摘要：布洛赫表面波（BSW）是光场局域在光子晶体表面层并沿着表面传播的一种电磁模式。本文在一维光子晶体上制备了PS：C545T有机发光层，观察到了有机小分子C545T的激子耦合进BSW模式的荧光。通过对半球透镜耦合输出光斑的发光性能研究，分析比较了C545T的常规发光和BSW模式发光的不同特点。结果表明BSW模式耦合输出环形的光斑，其荧光具有很窄的空间分布、线偏振和光谱角度可调的特性，并与常规辐射模式的光斑明显分离。一维光子晶体上的发光薄膜的辐射跃迁速率存在各向异性的现象，其中BSW模式的荧光具有更快的辐射跃迁速率。利用BSW的上述发光特点有助于开发具有一定方向性的偏振发光器件。
关键词：布洛赫表面波;有机材料;偏振;角分布;一维光子晶体

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发布时间：2023-05-16
半透明钙钛矿太阳能电池的技术关键增强出版
冯印素,耿涛然,陈春雷,陈洪建,宋宏伟,陈聪

DOI：10.37188/CJL.20230068

摘要：基于ABX₃晶体结构材料的新型钙钛矿太阳能电池具有光电转换效率高、可溶液加工以及低温工艺兼容等优势。与此同时，利用钙钛矿材料合成方法简单、带隙可调以及膜厚和透过率可控等优点制备的半透明钙钛矿太阳能电池为薄膜光伏的发展带来了新的契机，在建筑集成光伏和叠层光伏等领域应用前景广阔。开发高效且高稳定的半透明钙钛矿太阳能电池已成为目前光伏领域的研究重点。本文系统综述了半透明钙钛矿太阳能电池的各功能层（钙钛矿光活性层、电荷传输层和电极）材料选择、光学特性调控、电学特性优化以及制备工艺调控等技术策略，同时提出了对半透明钙钛矿太阳能电池未来发展的一些展望。
关键词：半透明;建筑光伏一体化;叠层;钙钛矿太阳能电池

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发布时间：2023-05-16

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