王倜、徐红星等：有机阳离子调制热载流子寿命研究取得重要进展

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近日，知名期刊《Chem》在线发表了我院关于热载流子动力学性质研究的重要进展，论文题为“Polar methylammonium organic cations detune state coupling and extend hot carrier lifetime in lead halide perovskites”。武汉大学物理科学与技术学院研究生王成和复旦大学褚维斌研究员为论文共同第一作者，王倜研究员、徐红星院士为通讯作者，武汉大学物理科学与技术学院为论文第一署名单位。
       目前，硅基太阳能电池效率已经逼近其理论极限，而国家在近两年提出的碳达峰、碳中和等任务则对太阳能电池效率提出了更高的要求。突破太阳能电池效率的理论极限有着非常多的实现方法，其中热载流子太阳能电池的构想能将理论效率提高近乎一倍。为了构筑高效的热载流子太阳能电池，需要寻找一种量子效率高并且热载流子寿命长的光电材料。幸运的是，新一代光电材料有机-无机杂化卤素钙钛矿正好满足上述特点。

        在该工作中，通过飞秒瞬态吸收光谱研究极性有机阳离子对热载流子寿命的调制机制。实验表明，极性有机阳离子会使得因自旋轨道耦合而劈裂的两个导带能级（中间态和导带底）失谐。这个失谐会引起热载流子从中间态冷却到导带底的过程变慢，从而让热载流子的提取成为可能。该工作通过超快光谱学观测混合阳离子钙钛矿的载流子动力学，系统的研究了该类材料的热载流子寿命问题，对后续热载流子太阳能电池的实现具有重要的指导意义。该研究得到了科技部、国家自然科学基金委等基金资助。
       文章链接：https://doi.org/10.1016/j.chempr.2022.07.005


       文章来源：武汉大学
       徐红星，武汉大学物理科学与技术学院教授，973项目首席科学家，长江特聘教授，2006年杰青，2010年获得中国青年科技奖，2013年获得饶毓泰物理奖，2016年获中国光学重要成果奖，2017年当选中国科学院院士。他长期从事表面增强光谱、等离激元光子学和纳米光学领域的研究工作：在实验上首次发现了金属纳米结构间隙的巨大电磁场增强效应，是超灵敏光谱传感的基础；首次实现了纳米光逻辑，开创了纳米光芯片研究的新方向；最近把等离激元共振的灵敏度提高到亚皮米精度。发表论文180余篇，SCI引用13000余次，单篇引用超过1000次的两篇（分别是1999年PRL，当年PRL被引最高的两篇文献之一；2000年PRE，当年PRE被引最高文献，被选为PRE的里程碑论文），单篇超过100次的37篇，h因子58；2014-2017年连续入选中国高被引学者榜。他已作国际会议邀请报告60余次；在等离激元光子学领域国际系列会议（SPP，NFO，SPIE,FOP）中，任FOP国际会议的大会主席，其它三大国际会议的程序委员会委员；最近任高登研究会议（GRC）Plasmonically-Powered Processes国际会议首届大会主席；曾任Nanoscale副主编，Optics Express副主编。
        王倜，博士，武汉大学物理科学与技术学院研究员、博士生导师。2013年于武汉大学物理科学与技术学院取得理学博士学位，2013年至2018年先后在University of Kansas和Purdue University从事博士后研究工作，2018年加入武汉大学物理科学与技术学院。期间一直从事超快激光光谱学方面的研究，利用超快激光技术研究二维材料、有机材料和新型太阳能半导体材料中载流子的超快动力学，以及其在空间上纳米尺度和时间上飞秒级别的输运、转移与分离行为。近年来在Sci. Adv.、J. Am. Chem. Soc.、Science、Adv. Mater.等相关学术期刊上发表SCI论文40余篇，Google Scholar总引用1200余次。