锡量子点制备及其电催化还原二氧化碳产甲酸性能

锡基材料在自然界含量丰富、价格低廉,在电催化还原CO_(2)制液体燃料反应中具有巨大潜力。但是较低的产物选择性和较差的稳定性限制了其应用。本工作制备的锡量子点电催化剂(Sn-QDs),具有高效、高稳定性和高选择性的电催化还原CO_(2)产HCOOH活性。Sn-QDs的平均颗粒尺寸仅为2~3nm,结晶性良好。小的颗粒尺寸增大了电化学活性面积(ECSA),Sn-QDs的ECSA约为锡颗粒的4.4倍。ECSA增大以及CO_(2)还原反应动力学加速,促进了CO_(2)电化学转化。在–1.0V(vsRHE)下,Sn-QDs/CN催化剂的HCOOH法拉第效率(F_(EHCOOH))达到95%,并且在宽约0.5 V的电势范围内能够保持在83%以上。此外,Sn-QDs/CN可以在24 h内保持良好的电化学稳定性。

超小晶粒锡掺杂CsPbBr_(3)蓝光量子点的合成及其光学性能研究

近年来,铅卤钙钛矿CsPbX_(3)(X=Cl,Br或I)因其具有荧光波段可调、荧光量子产率高(Photoluminescence quantum yield,PLQY)以及荧光半峰宽窄等优点而被广泛应用于光电器件领域.然而,与PLQY接近于100%的绿光和红光相比,蓝光卤素钙钛矿的PLQY仍比较低.在此,采用过饱和结晶的方法在室温下合成了粒径低于4 nm的超小晶粒锡(Sn)掺杂CsPbBr_(3)量子点,并对其结构特性和光学特性进行了研究.结果表明:随着SnBr_(2)添加量的增大,量子点晶粒的粒径略微减小,荧光发射峰发生蓝移,粒径由3.33 nm(SnBr_(2)为0.03 mmol)减小到2.23 nm(SnBr_(2)为0.06 mmol时),对应的荧光发射峰由490 nm蓝移至472 nm.当SnBr_(2)添加量为0.05 mmol时合成的超小晶粒锡掺杂CsPbBr_(3)量子点显示出最优的光学性能,其粒径约为2.91 nm,对应的XRD各晶面衍射峰强度最强,荧光发射峰位于472 nm处,PLQY最高,达到了53.4%,在空气中存放15 d后,其荧光发射峰位置不发生明显改变,荧光PLQY仍保留最初的80%,为42.7%.证明适量添加SnBr_(2)对CsPbBr_(3)进行锡掺杂可有效提高超小晶粒量子点的结晶性能和光学性能.

在纳晶薄膜上原位生长铜锌锡硫量子点的研究

采用连续离子层吸附反应法在TiO_(2)纳晶薄膜上直接生长铜锌锡硫量子点,进一步组装“三明治”结构的铜锌锡硫量子点敏化太阳能电池,研究连续离子层吸附反应沉积次数对量子点沉积的影响。通过透射电子显微镜、X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱、电化学阻抗谱和光电流-电压曲线等测试对铜锌锡硫量子点的微观形貌、晶体结构、元素组成和光电性能进行了分析。结果表明,最佳连续离子层吸附反应法循环沉积次数为5次,在最佳条件下,所得到的铜锌锡硫量子点晶粒尺寸均匀、大小适宜,能有效减少载流子复合,有利于电荷传输,提高铜锌锡硫量子点敏化太阳能电池的光电转换效率。

锡掺杂CsPbBr3量子点的合成及其光电性能研究

采用热注入法合成了锡掺杂CsPbBr_(3)量子点。透射电子显微镜和X射线衍射仪(XRD)的表征结果显示,少量锡掺杂可以部分替代铅,对量子点有钝化作用,减少了量子点的表面缺陷,提高了量子点的光致发光量子效率(PLQY)。当掺杂铅和锡的物质的量比为9\:1时,量子点的PLQY从未掺杂时的21.0%提高到了40.4%。随着锡掺杂量的增加,XRD谱中出现了杂相,光致发光减弱,PLQY由少量锡掺杂(铅和锡的物质的量比为9\:1)量子点的40.4%降低到CsPb_(0.6)Sn_(0.4)Br_(3)的10.4%。少量锡掺杂的CsPb_(0.9)Sn_(0.1)Br_(3)具有最强的光致发光和电致发光,其光致发光峰位为511 nm,PLQY为40.4%,电致发光峰位为512 nm,电致发光亮度为343.0 cd/m2,是未掺杂CsPbBr_(3)量子点发光二极管亮度的2.5倍。本实验证明了采用少量锡掺杂CsPbBr_(3)(CsPb_(0.9)Sn_(0.1)Br_(3))可以降低量子点的表面缺陷,提高量子点的光致发光与电致发光性能。