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人物簡介

黃勁松是北卡羅來納大學教堂山分校的教授。黃勁松是鈣鈦礦材料研究領域的領軍人物，在鈣鈦礦太陽能電池、光探測器、射線探測器及X射線成像等領域取得突出成就，被Times Higher Education評為鈣鈦礦太陽能電池領域世界領先的五位科學家之一。

黃老師在Science, Nature Energy, Nature Photonic等國際頂級期刊上發表學術論文近200篇，H因子高達103。最近五年，黃老師共發表NS正刊及子刊共計33篇（2016-2020年）。2021年，黃老師已發表NS正刊+子刊共計8篇，是世界領域的高產華人學者。

發表年份	期刊	題目
2020	Nature Energy	Trapping Lead in Perovskite Solar Modules with Abundant, Low-cost and Stable Cation Exchange Resins
2020	Nature Photonics	Perovskite-Filled Membranes for Flexible and Large Area Direct Conversion X-ray Detector Arrays
2020	Nature Energy	Simplified Interconnection Structure based on C60/SnO2-x for All-Perovskite Tandem Solar Cells??
2020	Nature Communications	Benign Ferroelastic Twin Boundaries in Halide Perovskites for Charge Carrier Transport and Recombination
2020	Science	Resolving spatial and energetic distributions of trap states in metal halide perovskite solar cells
2020	Nature Communications	Templated Growth of Oriented Layered Hybrid Perovskites on Quasi-3D perovskites
2019	Nature Communications	Efficient Sky-blue Perovskite Light-emitting Diodes via Potoluminescence Enhancement
2019	Science Advances	Tailoring Solvent Coordination for High-Speed, Room-Temperature Blading of Perovskite Photovoltaic Films
2019	Nature Communication	Enhancing electron diffusion length in narrow-bandgap perovskites for efficient monolithic perovskite tandem solar cells
2019	Science	Stabilizing halide perovskite surfaces for solar cell operation with wide-bandgap lead oxysalts
2019	Nature Communications	Synthetic Control over Orientational Degeneracy of Spacer Cations Enhances Solar Cell Efficiency in Two-Dimensional Perovskites
2019	Nature Communications	Unveiling the Operation Mechanism of Layered Perovskite Solar Cells
2019	Science Advances	Bilateral alkylamine for suppressing charge recombination and improving stability in blade-coated perovskite solar cells
2019	Nature Communications	Halide Lead Perovskites for Ionization Radiation Detection
2019	Nature Photonics	Accurate characterization of next generation thin film photodetectors
2018	Nature Communications	Excess Charge-Carrier Induced Instability of Hybrid Perovskites
2018	Nature Materials	Large Electrostrictive Response in Lead Halide Perovskites
2018	Nature Energy	Surfactant-controlled ink drying enables high-speed deposition of perovskite films for efficient photovoltaic modules
2018	Nature Communications	Molecular Doping Enabled Scalable Blading of Efficient Hole-Transport-Layer-free Perovskite Solar Cells
2017	Science Advances	Strained Hybrid Perovskite Thin Films and Its Impact to Intrinsic Stability of Perovskite Solar Cells
2017	Nature Communications	Thin Single Crystal Perovskite Solar Cells to Harvest Below-bandgap Light Absorption
2017	Nat. Rev. Mater.	Advance in Understanding the Physical Properties of Hybrid Perovskites for Photovoltaic Applications
2017	Nature Materials	Dopant Compensation in Alloyed CH3NH3PbBr3-xClx Perovskite Single Crystals for Gamma-ray Spectroscopy
2017	Nature Energy	Defect Passivation using Quaternary Ammonium Halides for High Efficiency Perovskite Solar Cells
2017	Nature Communications	Meniscus-Assisted Solution Printing of Large-Grained Perovskite Films for High-Efficiency Solar Cells
2017	Nature Photonics	Monolithic Integration of Hybrid Perovskite Single Crystals with Heterogenous Substrate for Highly Sensitive X-ray Imaging
2017	Science Advances	Ferroelasticity Revealed in CH3NH3PbI3 Perovskites
2017	Nature Communications	Quantification of Re-absorption and Re-emission Processes to Determine Photon Recycling Efficiency in Perovskite Single Crystals
2017	Science Advances	Anomalous Photovoltaic Effect in Organic-Inorganic Hybrid Perovskite Solar Cells
2016	Nature Photonics	Sensitive X-Ray Detectors Made of Methylammonium-lead Tribromide Perovskite Single Crystals
2016	Nature Energy	Correlation of Energy Disorder and Open-circuit Voltage in Hybrid Perovskite Solar Cells
2016	Nature Communications	Enhancing Stability and Efficiency of Perovskite Solar Cells with Crosslinkable Silane Functionalized and Doped Fullerene
2016	Science Advances	Ultra-high sensitivity of methylammonium-lead tribromide perovskite single crystals to environmental gases

截止2021年4月20日，黃勁松在2021年度已發表NS正刊和子刊共計8篇，這篇文章將盤點黃老師團隊新出爐的7篇文章（有一篇無法下載）。

Nat. Commun.：金屬鹵化物鈣鈦礦的金屬表面摻雜

有意摻雜是半導體技術的核心，以調節用于電子設備的半導體的電學和光學特性，然而，事實證明，這對鹵化物鈣鈦礦來說是一個巨大的挑戰。在這里，作者表明存在于鹵化物鈣鈦礦前體中的一些金屬離子（例如銀，鍶，鈰離子）作為雜質可以對鈣鈦礦的表面進行摻雜，使其成為金屬固有的。這些離子在鹵化物鈣鈦礦晶體中的低溶解度將金屬雜質排除在鈣鈦礦表面上，從而使鈣鈦礦晶體內部保持固有狀態。計算表明，這些金屬離子在鈣鈦礦的導帶最小值附近引入許多電子態，并引起n摻雜，這與鈍化離子形成鮮明對比。鈣鈦礦的金屬表面摻雜的發現使得新的設備和材料設計能夠將鈣鈦礦的固有內部和重摻雜表面結合在一起。

Metallic surface doping of metal halide perovskites.

DOI:10.1038/s41467-020-20110-6

Nat. Commun.：通過低溫刮刀涂層實現大面積高效的鈣鈦礦發光二極管

低成本平板照明需要大量生產技術制造的大面積發光二極管（LED）。然而，由于難以控制薄膜的均勻性，使用有機小分子（OLED），量子點（QLED），聚合物（PLED）和最近開發的混合鈣鈦礦（PeLED）來制造高效的大面積LED仍然是一個挑戰。文章報道了低溫刀片涂覆的甲基銨碘化鉛（MAPbI3）鈣鈦礦薄膜的溶膠-凝膠工程。通過使用稀釋的，有機銨過量的前體，可大大縮短沉淀，膠凝，老化和相變階段，從而形成粗糙度達1 nm的超扁平大面積薄膜（54 cm²）。刮刀式PeLED的外部量子效率達到16.1％，高于性能最佳的刀片涂層OLED，QLED和PLED的量子效率。此外，受益于葉片涂布工藝的生產量和廉價的材料，預計發射層的預期成本可低至每平方厘米0.02美分，從而強調了其應用潛力。

Large-area and ef?cient perovskite light-emitting diodes via low-temperature blade-coating.

DOI:10.1038/s41467-020-20433-4

Sci. Adv.：鈣鈦礦薄膜一步沉積溶液中的結晶：向上還是向下？

盡管鈣鈦礦光伏性能快速發展，但對鈣鈦礦薄膜的結晶和生長的了解仍很滯后。一個尚待解決的基本問題是，盡管經過10年的發展，鈣鈦礦薄膜是從頂部（空氣側）到底部（基材側）還是從底部到頂部生長。文章通過使用掠入射X射線衍射和形態表征，揭示了通過一步溶液法（包括抗溶劑輔助旋涂和刮涂）制備的鈣鈦礦薄膜在熱退火過程中跟隨著中間相的向下生長。這種從上到下的向下生長是通過從“濕”膜的上表面蒸發殘留溶劑而開始的，并且對鈣鈦礦成分和下層基材的潤濕性不那么敏感。解決這個基本問題對于理解鈣鈦礦薄膜沿垂直方向的異質性非常重要，因為異質性會明顯影響鈣鈦礦太陽能電池的效率和穩定性。

Crystallization in one-step solution deposition of perovskite films: Upward or downward?

DOI:10.1126/sciadv.abb2412

Nat. Commun.：二維Ruddlesden–Popper有機-無機雜化鈣鈦礦中取決于層數的鐵彈性

鐵彈性表示具有自發應變的材料域，該自發應變可以被外部應力轉換。三維鈣鈦礦（如甲基銨碘化鉛）被確定為鐵彈性體。層狀鈣鈦礦已經以優異的性能應用于光電器件中。然而，仍然缺乏對層狀鈣鈦礦中晶格應變和鐵彈性的了解。在這里，通過在外力作用下層狀鈣鈦礦單晶中轉換區的原位觀察，作者發現了層數大于一層的層狀鈣鈦礦中鐵彈性的證據，而具有單八面體層的鈣鈦礦則沒有鐵彈性。密度泛函理論計算表明，層狀鈣鈦礦中的鐵彈性源自非球面甲基銨陽離子旋轉導致的無機八面體變形。單層鈣鈦礦中不存在甲基銨陽離子，這說明缺乏鐵彈性。這些鐵彈性域不會誘導非輻射重組或降低光致發光量子產率。

Layer number dependent ferroelasticity in 2D Ruddlesden-Popper organic-inorganic hybrid perovskites.

DOI:10.1038/s41467-021-21493-w

Sci. Adv.：降低碘含量可生產高性能鈣鈦礦型太陽能電池和組件

眾所周知，基于鈣鈦礦的電子材料和設備（例如鈣鈦礦太陽能電池（PSC））的可復制性很差，這極大地阻礙了對其內在特性和實際應用的基本了解。這篇文章報道甚至對于精心密封的前體粉末或溶液，有機碘化物鈣鈦礦前體也可被氧化為I₂，這會顯著降低PSC的性能和可重復性。在降解的前體溶液中添加鹽酸芐基肼（BHC）作為還原劑可以有效地將有害的I2還原回I-，同時大大減少薄膜中I3-誘導的電荷陷阱。鈣鈦礦薄膜中的BHC殘留物可在操作條件下進一步穩定PSC。BHC可以將葉片包覆的p-i-n結構PSC的穩定效率提高到創紀錄的23.2％（國家可再生能源實驗室認證的22.62±0.40％），并且這種高效設備的收率非常高。在35.8平方厘米的微型模塊上，還可以實現18.2％的穩定孔徑效率。

Iodine reduction for reproducible and high performance perovskite solar cells and modules.

DOI:10.1126/sciadv.abe8130

Nat. Commun.：配體協助低缺陷密度的鈣鈦礦單晶生長

金屬鹵化物鈣鈦礦單晶中的低缺陷密度對于實現高性能光電器件至關重要。在這里，作者顯示了通過DPSI作為配體輔助溶液法生長的鈣鈦礦單晶中缺陷密度的降低。在鈣鈦礦晶體表面上錨固有鉛離子的DPSI配體不僅抑制溶液中的成核作用，而且還調節了向生長表面添加適當離子的能力，從而大大提高了晶體質量。與優化的對照晶體相比，生長的CH3NH3PbI3晶體顯示出更好的結晶度，陷阱密度7×1010 cm^-3減小了23倍。增強的材料性能導致60 kVp X射線的(2.6±0.4)×106 μC Gy^-1 air cm^-2的CH3NH3PbI3檢測器的離子遷移得到顯著抑制，并具有出色的X射線檢測靈敏度，最低可檢測劑量率達到(5.0)±0.7 nGy/s，可減少醫療X射線診斷中對患者的輻射劑量。

Ligand assisted growth of perovskite single crystals with low defect density

DOI:10.1038/s41467-021-21934-6

Nature Sustainability：內置樹脂層可防止鉛泄漏，從而形成可持續的鈣鈦礦型太陽能電池

降雨期間損壞的鈣鈦礦太陽能電池組件的鉛泄漏對環境和人類健康構成了嚴重威脅。迄今為止，替代鉛的策略收效甚微，而封裝方法往往會損害鈣鈦礦的低成本優勢。在玻璃表面上鍍鉛層可以幫助降低風險。但是，這些層很容易受到飽和或雨水或灰塵的污染。文章報道了一種新的器件結構，該結構將低成本的介孔磺酸基鉛吸附樹脂結合到鈣鈦礦中作為支架，即使鈣鈦礦暴露在雨水中也能將支架內的鉛離子固定化。引入絕緣支架不僅不會降低器件效率，而且可以按比例放大到孔徑效率為16.3％的大面積模塊（60.8 cm2）。事實證明，這種結構比玻璃表面的涂層更有效地防止了鉛的泄漏，并且能夠將鈣鈦礦組件損壞造成的雨水的鉛污染降低至十億分之11.9。該解決方案解決了用于太陽能電池和其他應用的鉛基鈣鈦礦的毒性問題，代表了邁向可持續性的重要一步。

Preventing lead leakage with built-in resin layers for sustainable perovskite solar cells

DOI:10.1038/s41893-021-00701-x

原創文章，作者：Gloria，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2023/11/27/c32f4cbc34/

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