作为一种基于光电转化探测光信号的半导体器件，光电探测器在现代工业和科学应用中意义重大，其应用范围广泛，包括光纤通信、环境监测以及生物传感等方面。近年来，用溶液法制备的铅卤钙钛矿具有带隙可调、激子扩散长度长、载流子迁移率高等显著特点，因而作为半导体层被广泛应用于光电探测器中。具有不同结构的钙钛矿材料，从传统的三维钙钛矿到新兴的二维钙钛矿以及钙钛矿纳米片，再到一维纳米线和零维量子点，在光电探测器中都有很好的应用。 中国科学院福建物质结构研究所郑庆东研究员团队综述了不同纳米结构的铅卤钙钛矿材料的合成方法，包括传统的一步法…
二次离子电池体系可存储和利用从绿色可再生能源（太阳能和风能等）转化而来的电能，被认为是解决化石燃料的不可再生性和日益加剧的环境污染问题的有效途径之一。其中，水系锌离子电池具有低成本、高安全和对环境友好等优点，有望应用于该类大规模电化学储能系统。目前，锌离子电池的发展仍处在初级阶段，机遇与挑战同时并存。锌离子的“二价”特性使得其与正极材料晶格之间存在强的静电相互作用（离子键）；锌离子的嵌脱常导致正极材料发生大的晶格变化、氧化还原活性中心离子的溶解以及循环稳定性差的问题。此外，该强静电相互作用也导致了缓慢的固体锌离子迁…
近红外荧光比率型温度传感具有较大的组织穿透深度、较低的背景荧光干扰及无创探测等优点，因而在生物医学领域具有广阔的应用前景。为了避免荧光探测信号相互串扰，传统的近红外荧光比率型温度探测模式采用两个无交叠的荧光发射的强度之比作为温敏参数。然而，光在生物组织中的衰减系数具有波长依赖性，因而两个无交叠的荧光发射的强度之比这一温敏参数不仅受温度调制，还与荧光信号在组织中的衰减系数及穿透深度有关。因此，利用传统的近红外荧光比率型温度探测模式进行生物组织内温度探测时，所获得的温敏参数会因为光在组织中的衰减而偏离真实值，导致产生温…
有机-无机杂化钙钛矿因其优异的光电子性能，受到全世界研究者的关注。其作为活性层制备的太阳能电池，光电转换效率已超过25%，接近单晶硅电池的最高值。然而，通过低温溶液法制备的钙钛矿薄膜通常是多晶的。多晶薄膜，在其表面和晶界处容易产生缺陷，会捕获光生电荷，导致额外的非辐射复合能量损失，限制了器件的开路电压和整体性能。 钝化是一种有效减少缺陷、抑制非辐射复合的方法。路易斯碱、PbI2、PMMA高分子材料等被成功应用于钝化钙钛矿的缺陷。其中有机胺盐，例如苯乙胺碘（PEAI）也被成功用来钝化钙钛矿表面，提升器件的开路电压，并…
钠离子电池因其资源丰富、分布广泛、价格低廉等优点，日趋成为极具潜力的下一代储能设备，在大型储能系统中具有更广阔的发展前景，被认为是资源稀缺且价格昂贵的锂离子电池的有益补充。因此，开发具有高能量密度、长循环寿命和高安全性能的钠离子电池对维持能源的可持续发展具有重要意义。目前，钠离子的发展尚处于起步阶段，产业化道路上还存在许多挑战，其中负极材料是影响钠离子电池电化学性能的关键因素之一。近年来，二维层状WS2具有较大的层间距（0.62nm），为钠离子在循环过程的可逆脱嵌提供有效的扩散途径而受到研究者们的广泛关注。然而，W…
金属离子混合电化学电容器结合了双电层电容器和金属离子电池的优势，兼具高能量密度、高功率输出以及长循环寿命等优点，有望成为未来可持续发展新型储能系统的一个重要补充。作为当前储能器件研究领域的一个新热点，钾离子电池由于其接近锂的氧化还原电势（-2.93 V vs. K/K+）、丰富的钾资源储量以及低的成本价格等优点，受到广泛的研究与关注。然而，K+相对于Li+更大的离子尺寸，使得钾离子电池存在功率密度较低以及循环不稳定等问题，从而影响钾离子混合电容器的电化学性能。尽管当前对改善钾离子储存能力的电极材料已有一些相关报道，…
从传统室内厂房气体监测到智能家居和可穿戴设备等新兴领域，气敏传感器正在扮演着越来越重要的角色。金属氧化物（MOX）作为气敏传感器领域的一个关键材料，具有价格便宜、工作寿命长、易大批量生产、环境友好和廉价等诸多优点，一直是相关工作者们的关注和研究的重点。MOX气敏传感器虽然取得一定的成果，且已有部分文献报道根据特定性质（如p-n型转换、气体极性等）能对某类气体产生一定的选择性，但是由于MOX本身的广谱响应特性，因而对单一气体的选择性检测（selectivity）却一直缺乏普适性的技术。中国科学院福建物质结构研究所徐刚…
有机太阳能电池是新一代质量轻、柔性、低成本光伏发电器件，可被广泛用于便携电子产品、穿戴式设备和智能窗口等。作为有机太阳能电池的关键组成部分，电极修饰层以及中间连接层等界面材料，具有精细调控电极与活性层的能级匹配、调节内建电场、确定电极极性并增强电荷收集、控制表面能以改变活性层形貌、引入光学间隔和等离子效应调制活性层的光吸收、增强活性层与电极的界面稳定性等功能特性。因此，界面材料在提升有机太阳能电池效率和稳定性中发挥着重要作用。随着有机光伏受体-给体材料和界面材料的不断创新，以及界面工程策略和器件工艺的快速发展，目前…
固体氧化物电解池可直接电解水蒸气制备氢燃料，在能源转换和利用方面具有重要的研究价值和应用前景。传统金属陶瓷Ni-YSZ 复合体系具有优异的电催化性能和良好的电子导电性，可作为固体氧化物电解池阴极在还原气氛保护下电催化裂解水蒸气。然而Ni-YSZ复合阴极体系由于氧化还原稳定性较弱，直接高温电解水蒸气时，金属Ni易氧化失去电催化活性和导电性，导致复合电极性能衰竭。这主要是催化活性较强的金属Ni容易与水蒸气发生反应生成NiO，而NiO 高温下的电子电导率非常低也没有催化活性。而Ni-YSZ复合电极多次热循环使体积也循环膨…
有机太阳能电池作为新一代低成本太阳能发电技术，具有质量轻、柔性、半透明、大面积溶液加工等优势。近年来，随着新型光伏活性材料、界面材料、电极材料和器件工艺的快速发展，有机太阳能电池的能量转换效率已超过10%，表现出良好的应用前景。然而，如何实现兼具高效率和长期稳定性的有机太阳能电池，仍然是有机光伏器件推广过程中需要解决的主要问题之一。中国科学院福建物质结构研究所郑庆东研究员课题组从界面科学的角度，深入研究了三元宽带隙金属氧化物界面材料与有机太阳能电池性能的构效关系，以及光强影响下的器件性能变化与电荷复合机制，研究发现…