有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦光電半導(dǎo)體材料（如CH3NH3PbI3）具有制備工藝簡(jiǎn)單、帶隙可調(diào)、激子擴(kuò)散長(zhǎng)度長(zhǎng)、載流子遷移率高等優(yōu)點(diǎn),成為了一種有著廣泛價(jià)值的光電半導(dǎo)體材料。十年之內(nèi)鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的效率已經(jīng)超過(guò)了20%。鈣鈦礦材料還具有容錯(cuò)率高、載流子壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是光探測(cè)器的理想材料之一。本論文以CH3NH3PbI3作為光吸收層,通過(guò)設(shè)計(jì)新型的器件結(jié)構(gòu),構(gòu)筑了高性能光探測(cè)器。主要研究成果如下:采用全溶液法制備了SnO2/CH3NH3PbI3平面異質(zhì)結(jié)鈣鈦礦光探測(cè)器。優(yōu)化后的光探測(cè)器響應(yīng)度達(dá)到1.65 A/W,這個(gè)響應(yīng)度是比沒(méi)有SnO2層的鈣鈦礦光探測(cè)器高出2倍以上。此外,器件具有較快的響應(yīng)速度,上升階段和下降階段的響應(yīng)速度都在10ms左右。引入的SnO2層不僅改善了 CH3NH3PbI3薄膜的表面形貌和結(jié)晶度,同時(shí)增加了激子的解離效率,而CH3NH3PbI3激子解離產(chǎn)生的電子還可以從CH3NH3PbI3層轉(zhuǎn)移到SnO2層,抑制了 CH3NH3PbI3中載流子的復(fù)合,提高了器件的性能。通過(guò)在SnO2薄膜上采用旋涂法制備體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)的CH3NH3PbI3:PC61BM薄膜,構(gòu)筑了 SnO... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所)吉林省

【文章頁(yè)數(shù)】：92 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

光探測(cè)器各種應(yīng)用[2]

基于有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦的光探測(cè)器研究6第2章光探測(cè)器的基礎(chǔ)知識(shí)2.1探測(cè)器的分類(lèi)探測(cè)器依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn),可以將光電探測(cè)器分成不同的類(lèi)型。根據(jù)探測(cè)器工作的機(jī)理來(lái)分類(lèi)，可以分熱探測(cè)器和光探測(cè)器兩種。光探測(cè)器中根據(jù)使用材料的不同可以分為有機(jī)，無(wú)機(jī)，有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化三類(lèi)探測(cè)器，有機(jī)探測(cè)器中又可以分成有機(jī)小分子、有機(jī)聚合物和有機(jī)金屬配合物。按照光電探測(cè)器工作的光波段來(lái)劃分,又可以將光電探測(cè)器分為紫外光探測(cè)型、可見(jiàn)光探測(cè)型、紅外光探測(cè)器等等。按照器件結(jié)構(gòu)可以分為光電二極管、光電導(dǎo)元件和光電晶體管。光探測(cè)器的很多應(yīng)用都與太陽(yáng)光有關(guān)，太陽(yáng)光落到地面和大氣層邊緣的光譜分布如圖2.1所示，太陽(yáng)光的照射范圍基本在0.15~4μm之間。光電探測(cè)器中，紫外光探測(cè)型、可見(jiàn)光探測(cè)型、紅外光探測(cè)器的波段分布如表2.1所示。圖2.1太陽(yáng)光落到地面和大氣場(chǎng)邊緣的光譜[6]。Fig.2.1Spectrumofthesolarunderthegroundandintheatmosphere.

基于有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦的光探測(cè)器研究102.3.1金屬鹵化物鈣鈦礦的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)3D的金屬鹵化物鈣鈦礦的組成為ABX3型結(jié)構(gòu)構(gòu)成。A是由一個(gè)單價(jià)陽(yáng)離子組成，比如CH3NH3+,CH(NH2)2+，B是金屬陽(yáng)離子，一般是由二價(jià)的錫或者鉛既Pb2+，Sn2+，X是由I﹣，Br﹣，Cl﹣三種鹵素負(fù)離子形成八面體配位，配位數(shù)為6。這種結(jié)構(gòu)的有機(jī)/無(wú)機(jī)雜化鈣鈦礦具有優(yōu)異的電學(xué)和光學(xué)性能。例如，CH3NH3PbI3,CH3NH3PbBr3,CH3NH3PbCl3，CH3NH3PbI3-xClx，CH3NH3PbBr3-xClx,和CH3NH3PbBr3-xIx這些材料，并且它們?cè)诠馓綔y(cè)器領(lǐng)域研究的比較多。這種ABX3的八面體配位結(jié)構(gòu)如圖2.2所示。2.3是以CH3NH3PbX3為例的正方晶相和正交晶相的結(jié)構(gòu)圖。圖2.2金屬鹵化物鈣鈦礦結(jié)構(gòu)圖[16]。Fig.2.2Crystalstructureofleadhalideperovskite.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]有機(jī)/聚合物光探測(cè)器（PDs）[J]. 李文連.  光機(jī)電信息. 2011(04)

博士論文
[1]基于有機(jī)半導(dǎo)體和鈣鈦礦的高性能寬光譜光探測(cè)器研究[D]. 黃佛保.蘭州大學(xué) 2019



本文編號(hào)：3090164