在過去十年內(nèi),金屬鹵化物鈣鈦礦材料因為在光伏器件領(lǐng)域和發(fā)光器件領(lǐng)域展現(xiàn)出卓越的應(yīng)用前景,受到了廣泛關(guān)注。其主要原因是該材料具有非常優(yōu)越的光電性質(zhì),例如:具有高吸光系數(shù)、低激子束縛能、長程載流子擴散能力以及吸收帶隙連續(xù)可調(diào)節(jié)。除此之外,金屬鹵化物鈣鈦礦材料還有一大優(yōu)勢就是制備手段多樣且方法簡易,生產(chǎn)成本低,凸顯了其應(yīng)用價值。目前,金屬鹵化物鈣鈦礦材料的發(fā)展非常迅速,經(jīng)過美國國家可再生能源實驗室認證,鈣鈦礦太陽能電池器件的效率已經(jīng)高達25.2%;并且利用金屬鹵化物鈣鈦礦制備發(fā)光二極管(Light-emitting diode,LED)器件的外量子效率也都已經(jīng)超過了20%。但是對于該類材料基礎(chǔ)性質(zhì)的理解要遠遠落后于鈣鈦礦光電器件的發(fā)展速度,導(dǎo)致人們對鈣鈦礦材料物理機制如材料中的缺陷性質(zhì)、光生載流子復(fù)合過程以及離子遷移過程的認識還不夠全面,再加上金屬鹵化物鈣鈦礦材料固有的穩(wěn)定性問題,限制了其進一步發(fā)展。因為材料的發(fā)光性質(zhì)與其光物理機制密切相關(guān),材料的結(jié)構(gòu)以及組成的變化也會引起發(fā)光性質(zhì)的變化,所以本論文希望通過表征金屬鹵化物鈣鈦礦材料的光致發(fā)光性質(zhì)探究其光物理機制,預(yù)測材料的結(jié)構(gòu)或化學(xué)組成的變化...

【文章頁數(shù)】：135 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 金屬鹵化物鈣鈦礦材料的發(fā)展
        1.2.1 有機金屬鹵化物鈣鈦礦材料
        1.2.2 全無機金屬鹵化物鈣鈦礦材料
    1.3 金屬鹵化物鈣鈦礦材料的結(jié)構(gòu)特性
        1.3.1 晶體結(jié)構(gòu)
        1.3.2 帶隙結(jié)構(gòu)
    1.4 金屬鹵化物鈣鈦礦材料光物理機制的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 缺陷性質(zhì)
        1.4.2 載流子動力學(xué)性質(zhì)
        1.4.3 離子遷移性質(zhì)
    1.5 顯微光譜技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
        1.5.1 顯微光譜技術(shù)的基本原理
        1.5.2 寬場熒光顯微鏡
        1.5.3 顯微光譜技術(shù)的應(yīng)用
    1.6 本論文的選題依據(jù)和研究內(nèi)容
        1.6.1 論文的選題依據(jù)
        1.6.2 論文的研究內(nèi)容
    參考文獻
第二章 利用吸收和發(fā)光的同步檢測研究MAPbI₃發(fā)光變化機制
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 樣品制備
        2.2.2 光譜表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 光增強過程中的吸收變化
        2.3.2 可逆光衰減過程中的吸收變化
        2.3.3 不同激發(fā)功率下的吸收變化
        2.3.4 不同氣體氛圍中的吸收變化
        2.3.5 材料降解過程中的吸收變化
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第三章 MAPbI₃晶體中淬滅缺陷分布表征
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 樣品制備
        3.2.2 光學(xué)表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 缺陷濃度與晶體形貌之間的關(guān)系
        3.3.2 缺陷濃度與晶體尺寸之間的關(guān)系
        3.3.3 缺陷濃度與晶體中不同位點之間的關(guān)系
        3.3.4 缺陷濃度與前驅(qū)體比例之間的關(guān)系
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 MAPbI₃晶體中淬滅缺陷態(tài)的化學(xué)本質(zhì)
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 樣品制備
        4.2.2 光學(xué)性質(zhì)和形貌結(jié)構(gòu)表征
        4.2.3 計算方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 MAPbI₃晶體的發(fā)光增強和衰減
        4.3.2 發(fā)光衰減過程中的光譜以及壽命變化
        4.3.3 發(fā)光衰減過程的可重復(fù)性
        4.3.4 氣體氛圍與尺寸效應(yīng)對發(fā)光衰減的影響
        4.3.5 發(fā)光衰減行為隨激發(fā)功率的變化
        4.3.6 MAPbI₃中缺陷態(tài)的轉(zhuǎn)變過程
        4.3.7 理論計算結(jié)果
        4.3.8 發(fā)光衰減現(xiàn)象與I-V曲線滯后效應(yīng)的聯(lián)系
    4.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 MAPbI₃單晶中獨特的光學(xué)性質(zhì)
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 樣品制備
        5.2.2 形貌結(jié)構(gòu)表征
        5.2.3 光學(xué)性質(zhì)表征
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 MAPbI₃晶體中的光譜分布
        5.3.2 MAPbI₃晶體中相組成、氣體氛圍以及光降解對光譜分布的影響
        5.3.3 MAPbI₃晶體中不同位點的發(fā)光性質(zhì)
        5.3.4 MAPbI₃晶體中的光傳導(dǎo)過程
        5.3.5 MAPbI₃晶體中光生載流子動力學(xué)性質(zhì)
    5.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第六章 金屬鹵化物鈣鈦礦中光致相分離過程的研究
    6.1 引言
    6.2 實驗部分
        6.2.1 樣品制備
        6.2.2 形貌結(jié)構(gòu)表征
        6.2.3 光學(xué)性質(zhì)表征
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 Sn²⁺摻雜鈣鈦礦晶體形貌與結(jié)構(gòu)
        6.3.2 CsPb_0.9Sn_0.1IBr₂和CsPbIBr₂ 實時發(fā)光光譜變化
        6.3.3 CsPb_0.9Sn_0.1IBr₂ 發(fā)光的可重復(fù)性
        6.3.4 Sn²⁺氧化后晶體的光譜變化
        6.3.5 水汽對Sn²⁺摻雜鈣鈦礦材料的破壞作用
        6.3.6 Mn²⁺摻雜提高材料在空氣中的穩(wěn)定性
    6.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
博士期間已發(fā)表和待發(fā)表論文
致謝



本文編號：3743772