鈣鈦礦光電器件效率和穩(wěn)定性的研究
發(fā)布時(shí)間：2022-01-28 01:25
近年來,鈣鈦礦電致發(fā)光器件（PeLED）由于其成本低、色純度高、溶液法制備、可調(diào)諧帶隙等優(yōu)點(diǎn)而受到大家的廣泛關(guān)注。目前PeLED外量子效率已和傳統(tǒng)的有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）水平相當(dāng),在平面顯示和固體照明領(lǐng)域存在廣闊的發(fā)展空間。但是還存在尚未解決的問題,如有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦對水、氧分子的敏感性問題、易分解,熱穩(wěn)定較差。相比之下,全無機(jī)的鹵化鉛鈣鈦礦材料CsPbBr3具有更良好的穩(wěn)定性。因此,進(jìn)一步提高CsPbBr3的發(fā)光效率,優(yōu)化制備工藝,有望制備出效率高并且穩(wěn)定性良好的PeLED,進(jìn)而幫助鹵化鉛鈣鈦礦材料在平板照明和顯示領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。金屬鹵化物鈣鈦礦不僅在發(fā)光領(lǐng)域取得驚人的成績,同時(shí)其在光伏領(lǐng)域也是一顆矚目的新星。近年來,金屬鹵化物鈣鈦礦太陽能電池（PSCs）的光電轉(zhuǎn)換效率（PCE）從2009年的3.8%迅速提升到了目前的23.7%,直追晶硅太陽能電池26%的PCE,其被nature譽(yù)為最具發(fā)展?jié)摿茖W(xué)研究項(xiàng)目之一。經(jīng)過多年的研究,PSCs取得不斷進(jìn)步,但是由于PSCs所用材料價(jià)格昂貴、成本高、穩(wěn)定性差、所含鉛元素對環(huán)境的污染等問題,限...
【文章來源】：西南大學(xué)重慶市211工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
PeLED的器件結(jié)構(gòu)（a）p-i-n型（b）n-i-p型[49]
圖 1.2 PeLED 中常見材料的能級結(jié)構(gòu)示意圖[49]在 PeLED 的典型器件結(jié)構(gòu)中，鈣鈦礦發(fā)光層通常夾在 p 型空穴傳輸層（HTL型電子傳輸層（ETL）之間，可以簡單地分為 p-i-n 和 n-i-p 結(jié)構(gòu)，如圖 1。選擇與鈣鈦礦材料能級匹配的傳輸材料（如圖 1.2），可以有效地將電子和注入發(fā)光層進(jìn)行電子空穴輻射復(fù)合發(fā)光。兩種結(jié)構(gòu)通常采用表面鍍有銦錫氧（ITO 或 FTO）的透明玻璃作為陽極。在 p-i-n 結(jié)構(gòu)中，選用具有高功函的材為空穴注入層，一般使用 PEDOT:PSS、PVK、PEO 等，傳統(tǒng)電子傳輸材料為 TPBi、TmPyPB、Bphen 等。在 n-i-p 結(jié)構(gòu)中 ZnO 是最常用的電子傳輸材ETM），因?yàn)樗哂懈叩碾娮舆w移率，且在 ZnO/鈣鈦礦界面之間的電子注入低。為了改善鈣鈦礦和 ZnO 之間的接觸，通常使用界面層（如 PEI、PEIE化鈣鈦礦膜的結(jié)晶度和表面覆蓋率[50]。陰極一般采用 Al、Ag、Au 或者金屬等。PeLED 的工作機(jī)制和過程：1）在外加電場的作用下，電子和空穴分別從陽陰極注入；2）注入的空穴通過空穴傳輸層遷移到鈣鈦礦層，與通過電子傳輸
件的工藝技術(shù)礦材料是 PeLED 的關(guān)鍵，除了其本身所具有的光電特性外，鈣鈦礦貌也會(huì)對電池性能產(chǎn)生重大影響。如果薄膜覆蓋率較低，則導(dǎo)致器，也會(huì)造成 HTL 與 ETL 直接接觸，降低器件性能。研究人員嘗試法，來獲得良好的鈣鈦礦薄膜�？偟脕碚f有溶液法、雙源氣相沉積沉積法等。溶液法法法又分為一步旋涂法和兩步旋涂法。如圖 1.3（a）所示，是將 C=Br、I）溶解到二甲基亞砜（DMSO）中，室溫下攪拌 12 h 溶解后方式沉積在 PEDOT:PSS 上，采用退火或抽真空法除去薄膜中多余鈦礦薄膜。一步旋涂法操作簡單，但是利用該方法獲得的鈣鈦礦膜的質(zhì)量不易控。Burschka 等人率先采用了兩步旋涂法[51]，改善鈣鈦礦的成膜質(zhì)量bI2前驅(qū)體溶液獲得 PbI2薄膜，然后再將配置好的碘甲胺(MAI)溶液泡的方式，使其與 PbI2發(fā)生反應(yīng)形成鈣鈦礦薄膜，如圖 1.3（b）所
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]New advances in small molecule hole-transporting materials for perovskite solar cells[J]. Ya-Kun Wang,Zuo-Quan Jiang,Liang-Sheng Liao. Chinese Chemical Letters. 2016(08)
[2]染料敏化太陽能電池過渡金屬化合物對電極制備方法研究進(jìn)展[J]. 張陳樂,張培新,云斯寧,李永亮,何挺樹. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2016(02)
本文編號：3613432
【文章來源】：西南大學(xué)重慶市211工程院校教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
PeLED的器件結(jié)構(gòu)（a）p-i-n型（b）n-i-p型[49]
圖 1.2 PeLED 中常見材料的能級結(jié)構(gòu)示意圖[49]在 PeLED 的典型器件結(jié)構(gòu)中，鈣鈦礦發(fā)光層通常夾在 p 型空穴傳輸層（HTL型電子傳輸層（ETL）之間，可以簡單地分為 p-i-n 和 n-i-p 結(jié)構(gòu)，如圖 1。選擇與鈣鈦礦材料能級匹配的傳輸材料（如圖 1.2），可以有效地將電子和注入發(fā)光層進(jìn)行電子空穴輻射復(fù)合發(fā)光。兩種結(jié)構(gòu)通常采用表面鍍有銦錫氧（ITO 或 FTO）的透明玻璃作為陽極。在 p-i-n 結(jié)構(gòu)中，選用具有高功函的材為空穴注入層，一般使用 PEDOT:PSS、PVK、PEO 等，傳統(tǒng)電子傳輸材料為 TPBi、TmPyPB、Bphen 等。在 n-i-p 結(jié)構(gòu)中 ZnO 是最常用的電子傳輸材ETM），因?yàn)樗哂懈叩碾娮舆w移率，且在 ZnO/鈣鈦礦界面之間的電子注入低。為了改善鈣鈦礦和 ZnO 之間的接觸，通常使用界面層（如 PEI、PEIE化鈣鈦礦膜的結(jié)晶度和表面覆蓋率[50]。陰極一般采用 Al、Ag、Au 或者金屬等。PeLED 的工作機(jī)制和過程：1）在外加電場的作用下，電子和空穴分別從陽陰極注入；2）注入的空穴通過空穴傳輸層遷移到鈣鈦礦層，與通過電子傳輸
件的工藝技術(shù)礦材料是 PeLED 的關(guān)鍵，除了其本身所具有的光電特性外，鈣鈦礦貌也會(huì)對電池性能產(chǎn)生重大影響。如果薄膜覆蓋率較低，則導(dǎo)致器，也會(huì)造成 HTL 與 ETL 直接接觸，降低器件性能。研究人員嘗試法，來獲得良好的鈣鈦礦薄膜�？偟脕碚f有溶液法、雙源氣相沉積沉積法等。溶液法法法又分為一步旋涂法和兩步旋涂法。如圖 1.3（a）所示，是將 C=Br、I）溶解到二甲基亞砜（DMSO）中，室溫下攪拌 12 h 溶解后方式沉積在 PEDOT:PSS 上，采用退火或抽真空法除去薄膜中多余鈦礦薄膜。一步旋涂法操作簡單，但是利用該方法獲得的鈣鈦礦膜的質(zhì)量不易控。Burschka 等人率先采用了兩步旋涂法[51]，改善鈣鈦礦的成膜質(zhì)量bI2前驅(qū)體溶液獲得 PbI2薄膜，然后再將配置好的碘甲胺(MAI)溶液泡的方式，使其與 PbI2發(fā)生反應(yīng)形成鈣鈦礦薄膜，如圖 1.3（b）所
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]New advances in small molecule hole-transporting materials for perovskite solar cells[J]. Ya-Kun Wang,Zuo-Quan Jiang,Liang-Sheng Liao. Chinese Chemical Letters. 2016(08)
[2]染料敏化太陽能電池過渡金屬化合物對電極制備方法研究進(jìn)展[J]. 張陳樂,張培新,云斯寧,李永亮,何挺樹. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2016(02)
本文編號：3613432
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