具有優(yōu)異光電性能的有機-無機復合鈣鈦礦在光電探測器、太陽能電池、激光等領域得到了廣泛應用。同時,全無機鈣鈦礦因具有相近的光電性能以及更高的穩(wěn)定性而引起了人們的關注。在光電功能器件中,鈣鈦礦薄膜的質(zhì)量是決定器件性能的關鍵,因此制備晶粒尺寸大、結(jié)晶性高、缺陷密度低的高質(zhì)量薄膜具有重要意義。本文以全無機混鹵鈣鈦礦CsPbI3-xBrx為研究對象,通過提出新的壓力輔助離子擴散方法,制備了高質(zhì)量的CsPbI3-xBrx準單晶薄膜,并研制了具有優(yōu)良光電性能的光電探測器。論文的主要研究結(jié)果如下:（1）兩步法制備CsPbI3-xBrx薄膜及其相變性質(zhì)研究我們首先用兩步旋涂退火（CA）方法制備了 CsPbI3-xBrx薄膜,并對其結(jié)構(gòu)、形貌以及光學性能進行了測試分析,發(fā)現(xiàn)用CA方法制備的薄膜晶粒粒度小、表面粗糙、結(jié)晶性低,用這種薄膜制備的光電探測器性能很差;為了考察薄膜中鈣鈦礦相的穩(wěn)定性,我們首次研究了 CsPbI3-xBrx薄膜在高等靜壓作用下加熱時的相變過程。結(jié)果表明:CsPbI3-xBrx薄膜在常壓下加熱時鈣鈦礦相保持穩(wěn)定,但在高壓下加熱至120℃時開始向非鈣鈦礦相轉(zhuǎn)變。如果表面覆蓋硅片,則在高壓... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２ＣｓＰｂ（ｌｘＢｉ％ｘ）３薄膜的（ａ）吸收圖譜和（ｂ）發(fā)射圖譜，ｘ代表碘化物濃度變化＾??，－，

圖１．３（ａ）在ＦＴ０／ｃ－Ｔｉ０２／ｍｐ／?

?山東大學碩士學位論文???度為８０％的室溫環(huán)境下，１００天后器件的初始ＰＣＥ保持超過９５％，濕度為０％的８０°Ｃ環(huán)??境條件下，６０天后器件的初始ＰＣＥ仍保持有９０％?（圖１．３ｃ）。??己經(jīng)證明，在退火過程中使用路易斯堿（如ＤＭＳＯ）可以通過鈣鈦礦與Ｐｂｌ２的配位??作用，形成中間相Ｐｂｌ２?（ＤＭＳＯ），從而在退火過程中顯著增加鈣鈦礦的晶粒尺寸［６４］。??遵循這個想法，Ｌｉｕ和他的同事［６５］制備了?Ｐｂｌ２?（ＤＭＳＯ）和ＰｂＢｒ２?（ＤＭＳＯ）加合物作為??前驅(qū)體，發(fā)現(xiàn)這些ＤＭＳＯ加合物可以有效地延遲后續(xù)退火過程中Ｐｂｌ２、Ｃｓｌ之??間的快速反應，從而有利于獲得具有大晶體尺寸、光滑表面、較少缺陷和較長載流子壽??命的鈣鈦礦薄膜。兩種加合物均能夠顯著改善ＣｓＰｂｈＢｒ薄膜在空氣環(huán)境中的穩(wěn)定性，其??中太陽能電池的ＰＣＥ可以達到１４．７８％。??另外，Ｚｈａｏ等人［６６］發(fā)現(xiàn)就梯度Ｂｒ摻雜和ＣｓＰｂＩ３后處理的表面配體鈍化而言，苯基??三甲基溴化銨（ＰＴＡＢｒ）可以作為雙功能添加劑（圖１．４）。在使用ＰＴＡＢｒ處理后的薄??膜表面無針孔且平均晶粒尺寸幾乎沒有增加，更重要的是表面上的梯度Ｂｒ摻雜和ＰＴＡ??有機陽離子顯著增強了?ＣｓＰｂＩ３的熱穩(wěn)定性和耐濕性。經(jīng)ＰＴＡＢｒ處理的高度穩(wěn)定的ＣｓＰｂＩ３??太陽能電池表現(xiàn)出可重現(xiàn)的ＰＣＥ，其最高值高達１７．０６％，平均功率轉(zhuǎn)換效率為１６．３％。??＼?２０?卜＾＝二，??９?１６．ＣｓＰｂｌ３：?１３．５９％＾＾ｖ?＾??Ｅ?ＰＴＡＢｒ－ＣｓＰｂｌ?＊?１７．０６°／＼?＼??ｆ１：醒＇??Ｏ?０．０?０．３?０．６?０．９?１．２??Ｖｏｌｔａｇｅ?（Ｖ）

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Cesium lead halide perovskite nanocrystals for ultraviolet and blue light blocking[J]. Guihua Huang,Yipeng Huang,Wei Xu,Qiuhong Yao,Xiaofang Liu,Caifeng Ding,Xi Chen.  Chinese Chemical Letters. 2019(05)
[2]溶液法制備雜化鈣鈦礦薄膜過程中核化與晶粒生長動力學控制（英文）[J]. Alexander R.Pascoe,顧欽穎,Mathias U.Rothmann,李蔚,張豫鵬,Andrew D.Scully,林雄峰,Leone Spiccia,Udo Bach,程一兵.  Science China Materials. 2017(07)



本文編號：3124114