無機鉛鹵鈣鈦礦納米晶（CsPbX3,X=I,Br,Cl）,因其熒光量子產(chǎn)率高、發(fā)射光譜窄、發(fā)射波段覆蓋整個可見光范圍（400-700 nm）等優(yōu)異的光學(xué)特性,在照明顯示領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景。但是該材料在光照、高溫、高濕度的環(huán)境下,表現(xiàn)出較差的穩(wěn)定性能。同時鉛是一種重金屬元素,具有毒性,這些因素都困擾著鈣鈦礦納米晶的實際應(yīng)用。當(dāng)前,研究者側(cè)重于對鈣鈦礦相關(guān)器件的效率提高以及通過包覆材料提高其穩(wěn)定性,而事實上對材料本身的改性也至關(guān)重要。同時,針對于CsPbX3納米晶的合成方法雖然已有許多報道,但對材料生長過程的動力學(xué)研究仍不夠系統(tǒng),合成兼顧發(fā)光效率好、穩(wěn)定性高的CsPbX3納米晶的成果也不顯著,且適用于商業(yè)大批量生產(chǎn)的合成方法仍比較欠缺。因此,了解CsPbX3納米晶的生長動力學(xué),實現(xiàn)其可控合成,通過材料改性增強CsPbX3納米晶的穩(wěn)定性和可調(diào)性,對突破其應(yīng)用瓶頸十分關(guān)鍵。本論文中從高溫注射和室溫飽和重結(jié)晶兩種合成方法著手,對CsPbX3納米晶的形貌控制、合成機理以及穩(wěn)定性提高進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容如下:1.通過熱注射方法制備CsPbX3（X=Cl,Br,I）納米晶,系統(tǒng)研究了反應(yīng)溫度... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

標(biāo)準(zhǔn)鈣鈦礦（3D）、具有不同層型的2D鈣鈦礦（2D、<100>、<110>、

2020年華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文7量子效率、高的電荷載流子遷移率、獨特的載流子分離特性、抑制光致發(fā)光閃爍、組成和尺寸相關(guān)的發(fā)光行為可覆蓋整個可見光波段（400-700nm）以及合成方法簡便和合成成本低廉等優(yōu)點使其在光伏器件、發(fā)光二極管、光電探測器、激光器等方面具有誘人的應(yīng)用潛景，進(jìn)而引起科研和產(chǎn)業(yè)界的極大關(guān)注（圖1-3）[44-47]。有機-無機雜化鈣鈦礦基電池的光電轉(zhuǎn)換效率已從2009年的3.9％增加到25％，并具有1000多個小時的運行穩(wěn)定性[43]。最近，研究者們通過使用CsPbX3納米晶作為活性層使太陽能電池的性能再上一層樓�；贑sPbX3納米晶合成方法的簡便性，可以在室溫條件下制備出致密、導(dǎo)電和相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的CsPbI3納米晶薄膜。Swarnkar等人在純化過程中使用乙酸甲酯（MeOAc）作為抗溶劑，可將CsPbI3納米晶的立方相在室溫下保留[44]，通過這種方法獲得的薄膜可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離電子傳輸，所得太陽能電池表現(xiàn)出高達(dá)10.77％的光電轉(zhuǎn)換效率（圖1-3a）。與有機-無機雜化鈣鈦礦相比，盡管所得的鈣鈦礦仍然對水敏感，但其對溫度的敏感性要低得多，有利于實際應(yīng)用。圖1-3純無機鹵化鈣鈦礦納米材料的應(yīng)用:（a）CsPbI3太陽能電池的結(jié)構(gòu)示意圖和截面SEM（PCE高達(dá)10.77％）[44]；（b）基于LED器件結(jié)構(gòu)示意圖[47]；（c）基于CsPbBr3納米片的光電探測器結(jié)構(gòu)示意圖[51]；（d）由CsPbBr3納米晶制成的薄膜PL強度與泵浦強度的關(guān)系（插圖為泵浦樣品的光路圖）[52]；（e）CsPbBr3納米晶用于光催化降解的能帶圖[53]。

2020年華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文20Pb2+離子與X離子的配位數(shù)分別為12和6。立方相和正交相之間的主要區(qū)別在于，[PbX6]4-八面體中鉛離子與溴離子的成鍵角度不一樣，立方相的Pb-Br鍵角都是90°，而正交相的Pb-Br鍵角則是有109.8°和70.2°兩個角度[124]。圖3-1正交CsPbX3（a）和立方CsPbX3（b）的晶體結(jié)構(gòu)圖，以及正交CsPbX3（c）和立方CsPbX3（d）中的Cs離子配位環(huán)境。Figure3-1ThecrystalstructurediagramsoftheorthorhombicCsPbX3(a)andcubicCsPbX3(b)aswellastheCsioncoordinationenvironmentsintheorthorhombicCsPbX3(c)andcubicCsPbX3(d).為了確認(rèn)熱注射法所合成的CsPbX3（X=Cl，Br，I）納米晶晶相結(jié)構(gòu)，我們運用XRD對產(chǎn)物進(jìn)行了物相表征。圖3-2是熱注射法所合成的全無機鹵化物鈣鈦礦納米晶的XRD圖譜。對于CsPbBr3納米晶在120°C（圖3-2b）和130°C（圖3-2c）下合成的CsPbBr3納米晶分別對應(yīng)于正交晶相和立方晶相，這與ProtesescuL的結(jié)論完全一致[16]。在高溫時所得到的CsPbX3NC呈立方相，這可以歸因于高的合成溫度和表面能的共同作用[16]。圖3-3給出了正交相和立方相CsPbBr3中XRD衍射峰以及對應(yīng)晶面和晶面間距。如圖3-3所示，正交相CsPbBr3和立方相的相比，明顯的有主峰劈裂以及其他衍射晶面的出現(xiàn)。例如，在兩者的（200）晶面對應(yīng)的衍射峰~30°處，正交相結(jié)構(gòu)的CsPbBr3明顯多了一個衍射峰

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Influence of coating on the photoluminescence of Tb3+ doped ZnS e/ZnS core-shell quantum dots[J]. J.Cichos,M.Karbowiak,D.Hreniak,W.Str?k.  Journal of Rare Earths. 2016(08)
[2]ABX3型鈣鈦礦光伏材料的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)調(diào)控[J]. 陸新榮,趙穎,劉建,李承輝,游效曾.  無機化學(xué)學(xué)報. 2015(09)
[3]鈣鈦礦太陽能電池的研究進(jìn)展[J]. 張瑋皓,彭曉晨,馮曉東.  電子元件與材料. 2014(08)



本文編號：3618786