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6.37%记录效率！非铅无机钙钛矿太阳能电池

发展Cs2AgBiBr6等不含Pb的无机钙钛矿材料，对于解决传统铅基卤化物钙钛矿材料面临的毒性和低稳定性问题非常有效。但是Cs2AgBiBr6钙钛矿的能带较宽，因此其光吸收性能受到显著局限，并且导致光电转换效率低于4.23%。

北京工业大学隋曼龄、卢岳、北京计算科学研究中心魏苏淮等人报道通过氢化处理方式，将Cs2AgBiBr6的能带从2.18 eV调整至1.64 eV，同时这种氢化处理后Cs2AgBiBr6的光电转化效率提高至6.37%，而且具有优异的环境稳定性。

通过氢化处理，Cs2AgBiBr6钙钛矿太阳能电池器件的性能提高了>150 %，达到目前性能的最高记录，器件能够在N2保护和光照条件下于85 ℃保持稳定。

研究发现，氢原子以间隙掺杂方式修饰在Cs2AgBiBr6中，实现了调节价带和导带位置，改善了载流子的传输性能和寿命，为发展高性能不含Pb的无机钙钛矿太阳能电池提供机会和指导。

参考文献

Zhang, Z., Sun, Q., Lu, Y. et al. Hydrogenated Cs2AgBiBr6 for significantly improved efficiency of lead-free inorganic double perovskite solar cell. Nat Commun 13, 3397 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-31016-w

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压电界面调控与低栅压沟道宽度调控耦合的氧化锌纳米线晶体管

从21世纪开始，智能手机、新能源汽车、机器人等新兴的电子科技发展迅速，同时全球能源和环境危机突出，能源利用趋向低功耗和精细管理，传统的第一、二代半导体材料由于自身的性能限制已经无法满足科技的需求。另一方面，集成电路产业遵循的“摩尔定律”演进趋缓，以新材料、新结构以及新工艺为特征的“超越摩尔定律”成为产业新的发展方向。具有宽禁带、高热导率、高击穿电场、高抗辐射能力特点的第三代半导体材料应运而生，其在半导体照明、电力电子器件、激光器和探测器等许多应用领域拥有前两代半导体材料无法比拟的优点，有望突破前两代半导体材料应用技术的发展瓶颈，市场应用潜力巨大。

新兴电子科技致力于实现更直接的多样性和多功能性的人机交互。传统的人机交互方法往往是利用传感器探测机械应变的变化，再利用电子设备实现对信号的监测和记录。在该过程中，机械信号没有进一步用来控制电子器件，是一种被动式交互方法。在第三代半导体材料的研究热潮中，北京纳米能源与系统研究所的王中林院士对其中广泛存在的纤锌矿结构材料的压电效应进行了深入研究，并于2006年利用氧化锌纳米线的压电性质调控自身载流子输运特性而首次提出了压电电子学的概念。该理念打破了传统的机械信号与电子设备的结合方式，实现了机械信号对电子器件性能的直接控制，为主动式人机交互模式提供了新思路。

此后，以压电电子学为基础的半导体器件层出不穷，如压电机电传感器、机电开关、压电增强的光探测器、化学/生物传感器、非易失性存储器等。基于化学掺杂、能带结构工程以及外部环境条件（温度、湿度、外部电场等）的压电器件也得到广泛的研究。然而，这些研究在微电子技术方面缺乏有效的方式与压电器件集成，一种简单、可控、安全且低功耗的方法亟待开发。近日，北京纳米能源与系统研究所的孙其君研究员和王中林院士团队利用超高电容、柔性栅介电层——离子凝胶，在柔性衬底上将压电界面调控与低栅压沟道调控耦合起来，为此提出了一种思路并实现了进一步增强的压电电子学器件。

离子凝胶是一种非挥发性离子液体和聚合物的混合物。当离子凝胶与半导体界面接触，在电场作用下，凝胶中的离子与半导体中的载流子向二者界面聚集，形成约1 nm厚的双电层（Electric double layers, EDLs）。该双电层如同一个1 nm间隙的电容器，因此施加极低电压即可在凝胶与半导体界面处产生超高电场，从而有效控制半导体界面处的载流子浓度。基于离子凝胶的这一特性及其特有的柔韧性，孙其君团队利用光刻工艺将离子凝胶包覆在氧化锌纳米线沟道处，实现了应变与低门极电压对氧化锌纳米线器件载流子传输性能的耦合调控。

在器件工作过程中，他们发现由于负栅压耗尽载流子（电子），电子对器件应变状态下产生的压电极化电荷的屏蔽作用被削弱，因此器件可表现出更显著的压电调控特性。将这一特性应用于压电逻辑器件中可使该器件的性能实现大于2倍的提高。该方法为更加复杂的实用化压电电子学器件阵列的有效调控和设计提供了可行性指导。

Coupled Ion‐Gel Channel‐Width Gating and Piezotronic Interface Gating in ZnO Nanowire Devices

Xixi Yang, Guofeng Hu, Guoyun Gao, Xuanyu Chen, Caofeng Pan, Qijun Sun, Zhong Lin Wang

Adv. Funct. Mater., 2019, DOI: 10.1002/adfm.201807837

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