近日，浙江省诸暨市暨南街道街亭幼儿园开展“巧手慧心，变废为宝”瓶子手工制作活动。活动中，孩子们利用各种废旧材料，运用团、捏、揉、粘、剪、折等各种手部小肌肉的动作，创作出各种各样的瓶子作品。
【巧手慧心 变废为宝】#多彩校园#
近日，浙江省诸暨市暨南街道街亭幼儿园开展“巧手慧心，变废为宝”瓶子手工制作活动。活动中，孩子们利用各种废旧材料，运用团、捏、揉、粘、剪、折等各种手部小肌肉的动作，创作出各种各样的瓶子作品。陈霞芳 摄
《中国教育报》12月27日第10版 版名：新闻·综合
暨南大学：无机钙钛矿的晶面调控自极化提升摩擦电荷密度
研究背景
摩擦起电现象已经存在多年，目前，研究人员对摩擦电及其应用进行了广泛的研究。大多数实验更关注应用于TENG中有机材料的形貌，也有研究利用铁电材料的极化特性来增强TENG输出电性能。作为明星材料，钙钛矿因其稳定性，介电性能和高载流子迁移率而被提及，并且一些工作已围绕全无机钙钛矿TENG展开了电学输出性能增强与电荷传输机制等方面的研究。然而，鲜有关于钙钛矿极化效应对钙钛矿TENG工作性能影响的研究，第一性原理计算在钙钛矿TENG中的应用也鲜有报道。目前，理论计算已成为一种成熟的分析手段与方法，其结果能够为实验提供良好的理论指导与验证。因此，对TENG进行理论计算以深入了解电荷的产生和输运机制具有重要的科学价值。
成果简介
近日，暨南大学唐群委教授团队采用第一性原理计算方法系统地研究了CsPbBr3和CsPbCl3薄膜的自发极化效应对钙钛矿TENG电学输出性能的影响机制。XRD图和表面能计算结果共同表明，CsPbBr3倾向于保留（100）晶面，而CsPbCl3更容易保留（110）晶面。由于正交相钙钛矿的极化方向为[110]，计算所得CsPbCl3和CsPbBr3薄膜的极化强度分别是0.52 Ry a.u.和0.47 Ry a.u.。正交相钙钛矿CsPbCl3的极化增强导致钙钛矿内建电场对钙钛矿表面摩擦正电荷和FTO表面负电荷的复合具有更大的阻碍，因此输出性能增强。与CsPbBr3-TENG的摩擦电荷为66.7 nC相比，CsPbCl3-TENG的摩擦电荷输出为79.9 nC。表面摩擦电荷的提高表明通过调整晶面和增加内建电场增强了自发极化强度，有助于电输出性能的提升。相关成果以“Crystal-Plane Controlled Spontaneous Polarization of Inorganic Perovskite towards Boosting Triboelectric Surface Charge Density”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces上（DOI:10.1021/acsami.1c05796）。
图文导读
图1 (a)CsPbBr(3-x)Clx的XRD图。(b)CsPbCl3和CsPbBr3的XRD图。(c)PbCl2终止和CsCl终止的表面能。CsPbCl3的(d,e,f)立方相和(h,i,j)正交相的晶体结构。CsPbCl3结构的(110)晶面(g)和(100)晶面(k)。
图2 (a-d)具有FTO/钙钛矿-PVDF/Ag结构的垂直接触-分离模式TENG和工作机制。基于CsPbBr(3-x)Clx的TENG的(e)Voc，(f)Isc和(g)Qsc的电输出性能。(h)非极化(i)极化钙钛矿的内部电场和偶极分布示意图。
图3 CsPbBr3钙钛矿薄膜的（a，b）横截面SEM图像和（c，d）2DAFM图像。(e,f)CsPbBr3和CsPbCl3钙钛矿薄膜的表面电势。(g)CsPbBr(3-x)Clx的Pb（4f）的高分辨光谱。(h)CsPbBr(3-x)Clx在100到2000 Hz范围内的介电特性。
图4 （a）CsPbBr3和（b）CsPbCl3-TENG的输出功率密度。(c)CsPbBr3和(d)CsPbCl3-具有不同电容的充电特性。(e)用于测量功率输出和充电行为的电源管理电路。
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