1. NREL最新Nat. Commun.：電荷分離異質結構的高效鈣鈦礦量子點太陽能電池
金屬鹵化物鈣鈦礦半導體具有用于光電應用的突出特性，包括但不限于光伏電池。低維和納米結構圖案賦予了可以進一步利用的附加功能。此外，膠體量子點（QD）鈣鈦礦的更寬的陽離子組成可調性和可調的表面配體性質現在實現了前所未有的器件結構，這與由溶劑化分子前體制備的薄膜鈣鈦礦不同。美國國家可再生能源實驗室Joseph M. Luther團隊采用了鈣鈦礦QD的逐層沉積，證明了整個鈣鈦礦薄膜中具有組成變化的太陽能電池。利用這種能力突然控制組合物以產生內部異質結，促進內部界面處的電荷分離，從而改善光載體收獲。展示了光伏性能如何取決于異質結位置以及每種組分的組成，并且描述了一種可以極大地改善鈣鈦礦QD光伏器件性能的架構。
High efficiency perovskite quantum dot solar cells with charge separating heterostructure. Nature Communication, 2019
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10856-z
2. Angew：預氧化金納米團簇達到66%陽極電化學發光產率驅動機理的研究
金納米團簇(AuNCs)具有良好的穩定性、近紅外發射和生物相容性，是極具吸引力的電化學發光(ECL)發射體。然而，它們的ECL量子產率相對較低，我們有限的基礎認識也阻礙了其合理的改進。近日，福建醫科大學Juewen Liu，滑鐵盧大學Wei Chen等團隊合作，研究發現以三乙胺(TEA)為核心反應物，在電極上預氧化能顯著提高AuNCs的ECL。其中，L‐蛋氨酸穩定AuNCs的ECL收率達到創紀錄的66%。作者將這一策略成功地推廣到其它AuNCs，并且發現對配體層利于有效的電子轉移的AuNCs更有效。此外，預氧化ECL的激發需要的電位比傳統方法的更低，且不需要額外的儀器。
Huaping Peng, Zhongnan Huang, Wei Chen,* Juewen Liu*, et al. Pre‐oxidation of Gold Nanoclusters Reaching 66% Anodic Electrochemiluminescence Yield Driving Mechanistic Insights. Angew. Chem. Int. Ed., 2019
DOI: 10.1002/anie.201905007
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201905007
3. Nat. Commun.：揭示鈣鈦礦發光二極管的前體化學計量和界面反應的協同效應
金屬鹵化物鈣鈦礦正在成為具有成本效益和高性能的發光二極管（LED）的有前途的半導體。先前的研究集中于發射鈣鈦礦層的優化，例如，通過量子限制來增強輻射復合或通過缺陷鈍化來減少非輻射復合。然而，鈣鈦礦LED目前缺少對電荷傳輸層如何影響鈣鈦礦結晶的深入理解。近日，林雪平大學Feng Gao和Sai Bai揭示了鈣鈦前體化學計量和鈣鈦礦LED的界面反應的協同效應，并為合理的器件優化建立有用的指導。研究人員揭示了具有高等電點的金屬氧化物界面層對不希望的有機陽離子的有效去質子化對于促進中間相向高發射性鈣鈦礦膜的轉變是至關重要的。結合以上研究結果和有源層的有效缺陷鈍化，實現了高效鈣鈦礦LED，最大外量子效率為19.6％。
Yuan, Z. Bai, S. Gao, F. et al. Unveiling the synergistic effect of precursor stoichiometry and interfacial reactions for perovskite light-emitting diodes. Nat. Commun. 2019.
DOI:10.1038/s41467-019-10612-3
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10612-3.pdf
4. 南加州大學&半導體研究所AM：準1D鈣鈦礦硫屬元素化物中的線性二向色轉換
具有線性二向色性的各向異性光子材料是許多傳感，成像和通信應用中的關鍵部件。這些材料在光子器件和電路中作為偏振器、濾光器和波片起著重要作用。具有光學各向異性的常規晶體材料通常在寬波長范圍內顯示出單向線性二向色性。在結晶材料中未觀察到線性二向色轉換現象。南加州大學Jayakanth Ravichandran，Han Wang和中國科學院半導體研究所Ping‐Heng Tan團隊報道了準1D六方鈣鈦礦硫屬元素化物BaTiS3中獨特的線性二向色轉換現象的研究。該材料在可見光波長范圍內顯示出光學各向異性的記錄水平。與傳統的各向異性光學材料相反，BaTiS3中的線性二向色性極性在對應于1.78 eV的光子能量的光學波長處產生正交變化。計算表明，這種異常的線性二向色轉換行為源于BaTiS3材料中平行能帶的不同選擇規則。這種具有線性二向色轉換特性的材料可以促進光的能量和偏振的感測和控制，并且可用作新穎的光子器件，例如用于多光譜成像、傳感和光通信應用的偏振波長選擇檢測器和激光器。
Wu, J., Cong, X., Niu, S., Liu, F., Zhao, H., Du, Z., Ravichandran, J., Tan, P.‐H., Wang, H., Linear Dichroism Conversion in Quasi-1D Perovskite Chalcogenide. Adv. Mater. 2019, 1902118.
https://doi.org/10.1002/adma.201902118
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902118
5. Small：碳點，非常規制備策略以及光致發光以外的應用
碳點（C點）通常基于它們各自的自上而下和自下而上的制備過程分離成石墨烯量子點（GQD）和碳納米點（CND）。然而，GQD可以通過非常規制備策略揭示的小分子前體的碳化來制備。因此，它們的結構而不是它們的前體和制備策略決定了C點是GQD還是CND。近日，南開大學Xue-Bo Yin研究團隊討論了C點的復合材料，結構和電子特性。 C點通常由石墨狀核和無定形含氧殼組成。當石墨變成C點時，其導帶和價帶被分離，并出現量子限制效應。結合從石墨中繼承的光捕獲能力，C點核心中的電子從傳導帶轉移到價帶，導致在光激發時形成電子 - 空穴對。光激發轉化，光催化和光動力療法等光激發活動受核心電子特性的影響。與核的半導體特性不同，C點殼是電化學活性的，導致電化學發光（ECL）。殼中的含氧基團可以與功能物質綴合，用于成像和治療。該工作回顧了C點在光致發光之外的應用，包括ECL，太陽能光伏發電，光催化和治療診斷。
Xue-Tao Tian， Xue-Bo Yin,. Carbon Dots, Unconventional Preparation Strategies, and Applications Beyond Photoluminescence. Small 2019.
DOI:10.1002/smll.201901803
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/smll.201901803
6. MIT最新EES：23.4％效率！超低電壓損耗、界面穩定的鈣鈦礦電池
麻省理工學院的Seong Sik Shin和Moungi G. Bawendi團隊采用獨特的（線性烷基溴化銨/氯仿）的后處理溶液策略，用于在3D鈣鈦礦薄膜上有效合成層狀鈣鈦礦（LP）。LP鈍化層（形成3D/LP異質結構）可以有效鈍化界面和晶界缺陷，同時增加了防潮性。在該策略中，沉積鈍化層而不會破壞高質量鈣鈦礦底層，最小化非輻射復合位點，并防止鈣鈦礦界面處的載流子淬滅。這使得電池的開路電壓損耗僅為~340 mV，器件的最高效率高達23.4％，認證效率為22.6％，穩定性也得到大幅度增強。此外，鈣鈦礦太陽能電池的電致發光EQE高達8.9％。
Yoo, J. J. et al. An Interface Stabilized Perovskite Solar Cell with High Stabilized Efficiency and Low Voltage Loss. Energy Environ. Sci., 2019
Doi:10.1039/C9EE00751B.
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ee/c9ee00751b#!divAbstract
7. 休斯敦大學&電子科大AM：二維銫鉛鹵化物邊緣的外源綠光發光
自第一次報道二維全無機CsPb2Br5的綠色發射以來，其帶隙和光致發光（PL）起源引起了激烈的爭論，并仍然存在爭議。休斯敦大學Viktor G. Hadjiev和Jiming Bao聯合電子科技大學Zhiming Wang團隊在發現PL中心僅占據CsPb2Br5中的特定形態結構后，采用兩步高靈敏度和非侵入性光學技術來解決爭議。研究表明，CsPb2Br5納米晶體有助于CsPb2Br5的綠色發射，并進一步排除了諸如Br空位之類的點缺陷作為替代機制。在靜水壓力下的光學吸收表明，CsPb2Br5的帶隙比先前報道的值高0.3-0.4 eV，并且在壓力高達2 GPa時保持幾乎恒定，這與DFT計算一致。使用Br、Cl、I的離子交換，進一步證明了CsPbBr3-x Xx（X = Cl或I）是CsPb2Br5-x Xx中強可見PL的原因。該實驗方法適用于所有PL活性材料，以區分內在缺陷和外在納米晶體，這些發現為基于全無機鹵化鉛的高效光電器件的新設計和開發鋪平了道路。
Wang, C., Wang, Y., Su, X. H., Hadjiev, V. G., Dai, S. Y., Qin, Z. J., Calderon Benavides, H. A., Ni, Y. Z., Li, Q., Jian, J., Alam, Md. K., Wang, H. Y., Robles Hernandez, F. C., Yao, Y., Chen, S., Yu, Q. K., Feng, G. Y., Wang, Z. M., Bao, J. M., Extrinsic Green Photoluminescence from the Edges of 2D Cesium Lead Halides. Adv. Mater. 2019, 1902492.
https://doi.org/10.1002/adma.201902492
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902492
8. 香港中文&浙大AM：通過界面能帶工程，改善鈣鈦礦雙功能器件
目前，光伏/電致發光（PV/EL）鈣鈦礦雙功能器件（PBD）由于能帶的缺陷和界面未對準而表現出較差的性能。香港中文大學許建斌和嚴克友聯合浙江大學Xuegong Yu團隊一種無需添加劑的空穴傳輸層材料，通過界面能帶工程以減少界面能量損失。該策略可以將鈣鈦礦的n型表面轉變為p型，從而校正未對準以形成明確定義的n-i-p異質結。PBD實現了高達21.54％（認證20.24％）的高PV效率和4.3％EL外部量子效率。在光照下，未封裝的器件連續工作500小時后，仍保持超過92％的初始性能。該策略可作為提高鈣鈦礦器件的PV和EL性能的一種普適性策略。
Xie, J., Hang, P., Wang, H., Zhao, S., Li, G., Fang, Y., Liu, F., Guo, X., Zhu, H., Lu, X., Yu, X., Chan, C. C. S., Wong, K. S., Yang, D., Xu, J., Yan, K., Perovskite Bifunctional Device with Improved Electroluminescent and Photovoltaic Performance through Interfacial Energy‐Band Engineering. Adv. Mater. 2019, 1902543.
https://doi.org/10.1002/adma.201902543
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201902543
9. 博林格林州立大學 JACS：金屬共軛熒光團中的延遲光致發光
金屬納米結構和熒光分子的組裝可用于開發生物傳感和近場成像應用。通常，分子熒光團與金屬中的表面等離子體的相互作用導致染料激發能量的淬滅或增強。博林格林州立大學Mikhail Zamkov團隊證明了熒光分子也可以與近端金屬表面進行可逆能量轉移（ET）。在此過程中，通過能量轉移到局部表面等離子體的染料發射的淬滅可以觸發從金屬延遲到熒光分子的ET。通過觀察Au納米顆粒和有機染料（Alexa 488，Cy3.5和Cy5）組件中PL壽命的增加，證明了這兩步過程引起了金屬共軛熒光團中的持續延遲光致發光（PL）。通過基于反向ET模型的理論計算證實了觀察到的金屬共軛熒光團中PL壽命的增強，表明這些過程可以在許多其他染料-金屬組件中普遍存在。
Yang, M. et al. Delayed Photoluminescence in Metal-Conjugated Fluorophores. J. Am. Chem. Soc., 2019
Doi:10.1021/jacs.9b04697.
