近日，我校物質(zhì)學(xué)院陳剛課題組在國(guó)際一流學(xué)術(shù)期刊《Nano Letters》（影響因子13.592）上發(fā)表了題為“Two-Dimensional Organic-Inorganic Hybrid Perovskite Photonic Films”的科研論文，介紹了該課題組制備出一種基于有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料的二維彩色光子晶體薄膜，并在此基礎(chǔ)上制成具有良好光電轉(zhuǎn)換效率的彩色太陽(yáng)能電池器件。博士后孟軻為論文第一作者，助理教授陳剛為通訊作者，上科大為第一單位。

有機(jī)無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦材料作為一種新型光電材料，因其優(yōu)異的光學(xué)和電學(xué)性能，在光伏、發(fā)光二極管、探測(cè)器和激光等領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注。研究表明，對(duì)本征鈣鈦礦材料進(jìn)行納米尺度的設(shè)計(jì)與改性，將有助于進(jìn)一步優(yōu)化材料的性能，并獲得某些特殊功能。反蛋白石結(jié)構(gòu)作為一種特殊的納米結(jié)構(gòu)，可以有效地優(yōu)化材料的光學(xué)和電學(xué)性能；具有反蛋白石結(jié)構(gòu)的薄膜可以形成光子晶體，從而展現(xiàn)光子晶體的諸多優(yōu)越性能。

在這項(xiàng)研究中，科研人員首次利用模板輔助旋涂法，制備了不同納米尺度、鈣鈦礦種類(lèi)和合成方法的反蛋白石結(jié)構(gòu)的二維鈣鈦礦光子晶體薄膜。這類(lèi)薄膜呈現(xiàn)豐富的色彩和一系列不同于本征鈣鈦礦材料的特殊性質(zhì)，如能帶的偏移。他們綜合運(yùn)用同步輻射表面掠入射X射線(xiàn)衍射、掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡、紫外可見(jiàn)吸收譜、熒光光譜和反射譜等表征手段系統(tǒng)地研究了二維鈣鈦礦光子晶體薄膜的結(jié)構(gòu)和光電性能。在此基礎(chǔ)上，他們進(jìn)一步將二維光子晶體薄膜作為吸光材料應(yīng)用到鈣鈦礦太陽(yáng)能電池中，成功制備出高效并具有豐富色彩的太陽(yáng)能電池器件。此類(lèi)嘗試在相關(guān)領(lǐng)域尚屬首次，為制備多功能鈣鈦礦光電器件提供了一種全新的思路，相關(guān)二維光子晶體薄膜和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件的制備方法已申請(qǐng)國(guó)家專(zhuān)利。

該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委、上海市科委和上科大的經(jīng)費(fèi)支持。

相關(guān)文章鏈接：http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.6b01046