Mn⁴⁺掺杂的氟化物红色荧光粉的耐湿性差，严重影响了白色发光二极管（WLEDs）的光色稳定性。本工作基于绿矾溶液的还原性，将K₂SiF₆∶Mn⁴⁺颗粒表面的Mn⁴⁺还原成可溶的低价态Mn²⁺，实现了氟化物粒子的表面钝化及高耐湿性。在水浸360 h后，表面钝化的K₂SiF₆∶Mn⁴⁺粒子的发光强度仍保持初始强度的95%，而未处理的K₂SiF₆∶Mn⁴⁺颗粒发光强度迅速降为初始值的46%。此外，采用绿矾溶液对表面已水解的氟化物荧光粉进行简单的浸泡，可使其完全恢复原来的发光强度。电感耦合等离子体-原子发射光谱、X射线光电子谱、元素能谱等表征结果显示，经绿矾溶液处理的K₂SiF₆∶Mn⁴⁺粒子表面的Mn⁴⁺浓度显著减小，证实了惰性壳层K₂SiF₆的形成，揭示了氟化物粒子耐湿性显著提升的原因。此外，经高温（85^{℃）高湿（85%）的条件老化1 000 h后，WLEDs器件中表面钝化的K₂SiF₆∶Mn4+粒子仍保持着100%的红色发光强度，明显高于未钝化的氟化物的59%，进一步证实了绿矾溶液钝化的K₂SiF₆∶Mn4+红色荧光粉具有非常优异的环境稳定性。}

热蒸发法是实现钙钛矿发光二极管商业化显示应用的可靠技术。然而，热蒸发沉积的钙钛矿薄膜的PLQY经常较低，并且钝化手段不如溶液法丰富。本文报道了一种通过原位共蒸技术将钝化剂引入钙钛矿层的方法，这种方法能够钝化真空沉积钙钛矿中的缺陷，增强辐射复合，并提高钙钛矿的PLQY。氧膦基团与不饱和位点形成配位络合，钝化了钙钛矿的晶界缺陷，并抑制了带尾态缺陷。基于最佳比例的钙钛矿薄膜所制备的LED器件表现出最大6.3%的EQE，最大亮度为35 642 cd/m²。更进一步地，基于全真空的器件制备工艺，获得了最大EQE为5.0%的312 ppi高分辨率PeLEDs。总之，本文为热蒸发PeLEDs的缺陷钝化提供了有用的指导，证明热蒸发PeLEDs在效率和亮度提升方面具有巨大潜力，并具备商业化前景。

科研反哺教学是提高高校培养人才质量的重要手段。该实验设计充分考虑内容、规模、时间和管理等方面的问题，选取系列研究成果中的一个知识点，相对独立，且具有探索研究实验的特点。实验对3种钝化材料（羟基磷灰石、小麦生物炭、改性坡缕石）处理的供试土壤，进行4种提取剂（DTPA、0.1 mol/L盐酸、0.01 mol/L CaCl₂、去离子水）的镉含量测定，判定供试土壤类型的最佳钝化材料为改性坡缕石，提取剂为DTPA。实验安排体现了个体操作与群体合作，基础操作与现代仪器设备结合。实验内容既传递了学科领域前沿进展，又兼顾了科学研究工作工具的介绍和使用，符合创新人才模式培养的要求。

溶液制备的钙钛矿薄膜通常含有大量晶界, 会降低薄膜结晶质量, 导致缺陷复合, 不利于提升器件性能。因此，制备更高结晶质量的薄膜来进一步提升能量转化效率是钙钛矿太阳能电池面临的挑战。液晶分子具有强的自组装能力和形貌调节能力, 本研究引入一种向列型单分子液晶4-氰基-4′-戊基联苯(5CB)作为甲脒铅碘(CH(NH₂)₂PbI₃, FAPbI₃)钙钛矿前驱液的添加剂, 可以增大钙钛矿晶粒尺寸, 减少晶界。此外, 5CB的氰基能钝化钙钛矿晶粒表面未配位的Pb²⁺, 降低缺陷态密度, 从而抑制非辐射复合。经过优化, 添加0.2 mg/mL 5CB的钙钛矿太阳能电池的能量转化效率达到21.27%, 开路电压为1.086 V, 电流密度为24.17 mA/cm², 填充因子为80.96%。本研究证明使用单分子液晶作为添加剂是提升FAPbI₃钙钛矿电池性能的有效策略。

为进一步发展基于蒙特卡罗模拟方法的α粒子能谱探测参数优化技术，利用PyQt5设计一款调用蒙特卡罗模拟程序包Geant4进行α粒子能谱模拟研究的软件。一方面，建立了测量α粒子的钝化离子注入平面硅探测器（Passivated Implanted Planar Silicon）物理模型，根据实际α粒子测量条件对模拟的物理过程、模型材料及粒子源几何形状、成分等参数进行校正，结合PyQt5界面开发平台将粒子源参数、探测器参数修改等功能可视化。在多个探源距和不同真空压强条件下进行模拟实验，得到该模型的探测效率，并将获取的能量沉积成谱后，通过EMG-Landau响应函数模型展宽。另一方面，为验证该探测器模型的准确性，将模拟结果与实测结果的探测效率进行对比，实验结果表明，两者探测效率误差均在5%之内，且EMG-Landau响应函数模型展宽效果良好。本文研究结果验证了该Geant4模拟软件在α粒子能谱研究方面的可靠性，该软件可直观修改α粒子能谱测量条件，简化了模拟步骤，提高了模拟效率，为基于蒙特卡罗模拟方法的α粒子能谱探测参数优化技术提供了有力工具。

近年来，有机-无机卤化物钙钛矿太阳能电池因其制作工艺简单、成本低、效率高等优点备受关注。问世至今短短十余年间，其光电转化效率已飙升至26%，目前在单异质结光伏电池中排名第三，并且未来仍具有很大的发展潜力。本文依次介绍了杂化钙钛矿材料的结构与性质，以及钙钛矿太阳能电池常见的器件结构演化过程，重点总结了近几年来在利用缺陷钝化策略提高光电转化效率方面取得的最新研究成果，最后阐述了钙钛矿太阳能电池面临的挑战并对其未来商业化前景进行了展望。

氮化镓基Micro-LED具备高亮度、高响应频率、低功耗等优点，是未来显示技术和可见光通信系统的理想选择，但是目前外量子效率（EQE）低下这一问题严重影响其规模化量产及进一步应用。为了突破EQE低下这一瓶颈，通过分析Micro-LED外量子效率的影响因素，得知EQE下降的主要原因包括侧壁缺陷引起的载流子损耗及非辐射复合。总结了侧壁缺陷对载流子输运及复合的影响。综述了目前常用的侧壁处理技术及修复方法，指出现有侧壁处理方法较为笼统、针对性不足且载流子与侧壁缺陷的作用机理并不十分清楚。提出应深入系统地研究侧壁缺陷种类和分布、载流子与侧壁缺陷作用机制及侧壁处理过程中的缺陷修复模式。本文为提高外量子效率、加快Micro-LED商业化量产进程提供设计思路和理论依据。

采用有机小分子钝化钙钛矿下表面（埋底界面）可以有效抑制钙钛矿埋底界面缺陷形成，降低载流子复合几率。本工作通过预先沉积钝化分子苯乙胺（PEA）的方法来钝化钙钛矿埋底界面。钝化后的钙钛矿晶粒大小与表面形貌无明显变化，吸收边和发光波长稍有红移，最高分子占据轨道能级略有提高。“Pb”元素结合能向高能级移动，而“N”元素结合能向低能级移动，并且钙钛矿中PbI₂的残留量明显减少，表明钝化分子PEA通过“N”原子与钙钛矿下表面悬挂的“Pb”以及残留PbI₂相互作用。基于PEA钝化的钙钛矿电池的开路电压、短路电流密度、填充因子和转换效率分别从1.041 V、21.29 mA/cm²、74.09%和16.41%提高到1.102 V、22.44 mA/cm²、79.28%和19.6%。器件性能的显著提高主要由于载流子的复合降低，归因于：（1）PEA钝化未饱和配位“Pb”引起的缺陷；（2）PEA钝化卤化铅微晶组成的复杂相引起的缺陷；（3）钙钛矿与空穴传输层之间的电荷转移速率的提高。钝化的钙钛矿电池器件稳定性明显增强。这种简便、有效的埋底界面钝化策略可以应用于未来大面积钙钛矿太阳能电池的制备。