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cs2agbibr6在半导体上的构筑及其光催化苯甲醇氧化性能研究

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Cs2AgBiBr6在半导体上的构筑及其光催化苯甲醇氧化性能研究

作者：于梦涵黑龙江大学

学位级别：硕士

溴化银铋铯(cs2agbibr6)纳米晶是一种无毒的全无机双钙钛矿,其带隙较窄、载流子复合寿命长、对空气和太阳光的稳定性好,被认为是光催化领域中有前景的材料。但是cs2agbibr6纳米晶的光生载流子的迁移速率较为缓慢,构建纳米晶体基异质结... 详细信息

溴化银铋铯(cs2agbibr6)纳米晶是一种无毒的全无机双钙钛矿,其带隙较窄、载流子复合寿命长、对空气和太阳光的稳定性好,被认为是光催化领域中有前景的材料。但是cs2agbibr6纳米晶的光生载流子的迁移速率较为缓慢,构建纳米晶体基异质结构有利于提高材料的光生载流子-空穴对的分离效率。文中运用了热注射法分别结合真空辅助以及静电自组装分别制备了 cs2agbibr6纳米晶与介孔黑TiO2(black TiO2)空心球和氮化碳(C3N4)两种复合材料,提高了电子空穴对的分离和传输效率从而获得了优异的光催化苯甲醇氧化性能。主要内容如下:基于Schlenk line采用标准的热注射方法制备了单分散的cs2agbibr6纳米晶,其粒径约为8 nm;然后通过抽真空使cs2agbibr6纳米晶均匀的长在black TiO2空心球内,形成cs2agbibr6nanocrystal/black TiO2空心球异质结。复合结构的带隙为2.18 eV,很好的拓展了可见光的吸收范围;从而具有良好可见光光催化选择性苯甲醇氧化成苯甲醛的性能。在常温常压的惰性气氛中,苯甲醇氧化反应的转化率和选择性分别达到75%和99%,性能优于单独的cs2agbibr6纳米晶和black TiO2空心球。cs2agbibr6nanocrystal/black TiO2空心球异质结遵循Z型电子转移路径,可以有效地抑制电子空穴对的复合,从而得到优异的光催化性能。采用静电自组装法使cs2agbibr6纳米晶均匀的分散在C3N4表面,得到稳定性良好的cs2agbibr6 nanocrystal/C3N4复合结构。在可见光照射下进行选择性氧化苯甲醇成苯甲醛的反应,转化率和选择性分别达到69%和99%,性能优于单独的C3N4,这主要归因于复合结构的形成促进了光生电子与空穴的分离;同时,进行多次重复实验复合材料依旧保持良好的光稳定性。

关键词： cs2agbibr6 Z型异质结构空心球苯甲醇氧化

cs2agbibr6双钙钛矿纳米晶的可控构筑及其光催化性能研究

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Cs2AgBiBr6双钙钛矿纳米晶的可控构筑及其光催化性能研究

作者：袁一鸣燕山大学

学位级别：硕士

光催化技术能将储量丰富的太阳能转化为电能和化学能,可以实现清洁能源的利用与转化。然而,较低的太阳能利用率和转换效率限制了光催化技术的进一步应用。铅基卤化物钙钛矿半导体材料由于较宽的光吸收范围和优异的光电性质已经发展成为... 详细信息

光催化技术能将储量丰富的太阳能转化为电能和化学能,可以实现清洁能源的利用与转化。然而,较低的太阳能利用率和转换效率限制了光催化技术的进一步应用。铅基卤化物钙钛矿半导体材料由于较宽的光吸收范围和优异的光电性质已经发展成为一种新兴的、高效的光催化材料。但是,铅的毒性会污染环境,这限制了其在光催化领域的应用。开发具有优异光电性质的非铅卤化物钙钛矿材料已经成为了目前钙钛矿光催化剂研究领域的焦点。由于双钙钛矿csagbibr拥有良好的光电性质,具有较大的研究和开发潜力。本文利用溶液结晶法,制备得到系列csagbibr微纳晶体,研究了材料结构与光催化性能之间的关系。通过能级设计,选择匹配的无机半导体与csagbibr微米晶体构建异质结,提高了其原有的光催化性能。对其性能提高的原因进行了研究。本文的主要研究内容分为以下两个方面:(1)调控csagbibr晶体的尺寸并引入表面缺陷,系统地研究了其结构与光降解性能之间的关系。通过不良溶剂结晶策略,在不同浓缩程度的晶体母液中加入乙醇快速析晶,得到了一系列csagbibr晶体。对其进行表征并进行光催化性能测试,发现随着浓缩程度增加,材料的微观尺寸减小,光降解性能提高。通过引入螯合剂EDTA-2Na,发现其产生了表面缺陷,其光降解性能较未加入螯合剂的csagbibr有了进一步提升。借助光电化学测试,找到了csagbibr晶体光催化性能提升的原因,材料微观尺寸的减小与表面缺陷有利于光生电子与空穴的分离,提高了材料光催化性能。(2)选择具有合适能级的无机半导体与csagbibr复合,形成异质结构,研究了催化剂的光降解性能。利用浓缩快速析晶的方法,将较高氧化能力的海胆状WO与csagbibr复合,构建异质结。对比单组份与复合材料的光降解性能,复合材料降解污染物的能力有了显著提升。进一步的机理研究表明,该异质结构为S型异质结。在光照下,通过异质结形成的内建电场促使光生载流子分离,并且异质结保留了二者原有的高还原、氧化能力,从而提高了其光催化剂的性能。

关键词：光催化 cs2agbibr6 载流子分离效率 S型异质结光降解

cs2agbibr6双钙钛矿太阳能电池的制备及性能优化研究

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Cs2AgBiBr6双钙钛矿太阳能电池的制备及性能优化研究

作者：欧盈君广西大学

学位级别：硕士

随着钙钛矿太阳能电池的商业化发展,铅基钙钛矿正逐步被环境友好型的无机双钙钛矿取代,无机双钙钛矿的出现能够解决钙钛矿太阳能电池的不稳定性和毒性等问题。因此,本研究选择具有良好热稳定性以及低毒性的无铅钙钛矿csagbibr材料进行... 详细信息

随着钙钛矿太阳能电池的商业化发展,铅基钙钛矿正逐步被环境友好型的无机双钙钛矿取代,无机双钙钛矿的出现能够解决钙钛矿太阳能电池的不稳定性和毒性等问题。因此,本研究选择具有良好热稳定性以及低毒性的无铅钙钛矿csagbibr材料进行表面修饰和功能性掺杂改性研究,制备以FTO导电玻璃/Ti O介孔层/csagbibr钙钛矿层/碳对电极为基本结构的钙钛矿太阳能电池,并研究影响钙钛矿太阳能电池光电性能的因素。采用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(HRTEM)、紫外可见光吸收光谱(UV-vis)、稳态荧光光谱(PL)等手段对研究材料进行表征,利用J-V特性测试系统对组装的太阳能电池器件光伏性能测试。论文的主要研究内容如下:(1)csagbibr钙钛矿薄膜材料的表面改性研究。利用SnS QDs对csagbibr表面进行修饰,钝化csagbibr薄膜表面缺陷。采用溶液法制备SnS QDs,在csagbibr薄膜表面旋涂不同浓度SnS QDs制备得到不同的csagbibr/SnS钙钛矿活性吸光层,适宜浓度的SnS QDs修饰可以改善csagbibr钙钛矿的薄膜质量。对不同钙钛矿太阳能电池进行光电性能表征,结果表明,2 mg/m L SnS QDs修饰的csagbibr钙钛矿太阳能电池器件的光电转化效率达到1.95%,较未修饰SnS QDs的电池器件光电转化效率(1.25%)提高56%。(2)采用功能性掺杂策略对csagbibr钙钛矿材料进行改性研究。掺杂不同比例Ce3+制备csAg BiCeBr钙钛矿薄膜,对不同Ce3+掺杂比例的csagbibr钙钛矿材料进行研究,结果表明Ce3+的引入可以减小csagbibr钙钛矿材料的带隙值,2%Ce Br-csagbibr钙钛矿太阳能电池的光电性能最佳,器件无迟滞现象,光电转化效率达到2.35%,是未掺杂器件的1.9倍左右。(3)引入Ni、Cu、Zn过渡金属离子(Transition Metal:TM)对csAg BiCeBr钙钛矿材料进行改性研究,对比csAg BiCeBr钙钛矿与不同过渡金属离子掺杂制备的csAg BiCeBr:TMBr钙钛矿太阳能电池光电性能的差异。结果表明,csAg BiCeBr:TMBr钙钛矿太阳能电池的光电转化效率提高,其中csAg BiCeBr:Zn Br钙钛矿太阳能电池的光电转化效率为2.83%,是csAg BiCeBr钙钛矿太阳能电池(2.35%)的1.2倍。Zn的引入有助于提高钙钛矿晶体结构稳定性,抑制csAg BiCeBr钙钛矿的载流子复合,60天内未封装的太阳能电池器件光电转化效率下降10%,器件表现出良好的环境稳定性。

关键词： cs2agbibr6 SnS 钙钛矿太阳能电池掺杂光电性能

基于cs2agbibr6异质结的构筑及光催化性能的研究

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基于Cs2AgBiBr6异质结的构筑及光催化性能的研究

作者：吕慧君曲阜师范大学

学位级别：硕士

钙钛矿作为一种新兴的半导体材料,因其优异的光电性能而被广泛应用于光伏器件中,并不断刷新太阳能转换效率的记录,这为光催化技术的发展带来了新的机遇。2017年,Park等人,首次将有机卤化物钙钛矿Methylammonium lead iodide（MAPb I）... 详细信息

钙钛矿作为一种新兴的半导体材料,因其优异的光电性能而被广泛应用于光伏器件中,并不断刷新太阳能转换效率的记录,这为光催化技术的发展带来了新的机遇。2017年,Park等人,首次将有机卤化物钙钛矿Methylammonium lead iodide（MAPb I）应用于光催化析氢,开启了钙钛矿材料在光催化领域的探索。然而,有机阳离子的不稳定性成为钙钛矿材料光电催化应用进程中的一大阻碍;随后,面心立方结构的金属卤化物钙钛矿cs Pb X被应用在有机合成、光催化CO还原中并表现出良好的性能。有机阳离子的替代克服了钙钛矿不稳定这一障碍,进一步推动了钙钛矿在催化领域的应用;然而,铅（Pb）的毒性成为卤化物钙钛矿光电催化应用发展的又一瓶颈。实现稳定无铅的金属卤化物钙钛矿在光电催化领域的应用是目前亟待解决的问题。csagbibr因其具有与铅基钙钛矿相似的光电特性而脱颖而出。据报道,csagbibr对热分解和环境空气的稳定性有所提高,已应用于高灵敏度和空气稳定的光电探测器。此外,特殊的双金属结构使其带隙可实现灵活调控;csagbibr作为一种四元化合物常温时通常在一个面心立方结构的Fm-3m空间群中结晶,且不存在竞争性的二元或三元相。金属间的相互作用可以促进金属原子上中等强度的氢气吸附与活化。Volonakis等通过基于电子亲和势和电离势的密度泛函理论（DFT）计算,证实csagbibr具有良好的析氢能力,是一种可能用于光催化析氢的材料。以csagbibr为代表的双钙钛矿在光电催化应用中具有极大的潜力。然而,迄今为止,双钙钛矿催化剂的报道数量有限,催化能力有限。基于优化策略的钙钛矿催化剂性能的系统研究尤为重要。针对上述问题,本论文选择无铅卤化物双钙钛矿csagbibr作为光催化剂,在构筑VBr-cs2agbibr6/WO3 S-scheme异质结构,Zn O/csagbibr纳米棒阵列S-scheme异质结构的基础上,分别耦合缺陷工程和压电效应实现高效光催化析氢和光催化大分子染料降解,并研究其电子转移机制。取得的研究成果如下:（1）通过溶剂热法制备了一种具有丰富析氢活性位点的csagbibr正八面体和WO纳米棒构筑的S-scheme异质结构催化剂,实现了无铅卤化物双钙钛矿高效且稳定的光催化析氢性能。由WO和csagbibr费米能级差异驱动的S型异质结确保了界面处高效的电荷转移,DFT计算表明csagbibr（022）晶面在溶热制备过程中由原子热振动引入的丰富Br空位为光催化析氢反应（HER）有效的活性位点。溶剂热构筑异质结过程中产生的热振动引入活性位点为光催化材料的设计提供了一种新思路。（2）采用水热辅助磁控溅射以及旋涂法成功地制备了一种基于醇基的压电光催化无铅卤化物双钙钛矿基S型异质结体系,利用Zn O提供压电场、csagbibr纳米颗粒获取可见光,实现了高效染料降解。利用光学调节策略控制压电材料Zn O的激发态,实现了压电场、光激发和半导体性能的三方耦合调节,并提出了在同一系统中压电、光电和压电耦合对光生载流子调节机制的可能作用。在Zn O/csagbibr异质结的光降解过程中建立了内置电场和压电场,实现了机械与太阳能相结合的高效压电光催化效率。优化后的Zn O/csagbibr在磁搅拌辅助紫外可见光照射（压电-光催化）下的速率常数分别是光催化和压电催化的5.75和195.5倍。此外,还充分讨论了压电材料Zn O在紫外-可见光照射下处于激发态,在可见光照射下处于非激发态的可能的压电光催化机理。开辟了无铅卤化物双钙钛矿在太阳能和机械能压电光催化转化中的新领域。本文主要内容如下:第一章是介绍本论文的研究背景和意义。简单阐述了半导体光催化技术的基本原理、存在的问题、及无铅卤化物双钙钛矿csagbibr基光催化剂的概况、研究进展和主要存在问题。此外,针对不同光催化剂的异质结构工程进行了详细的介绍。最后阐述了本论文的选题思想和主要研究内容。第二章、第三章是对研究成果的展开介绍。第四章为总结与展望。总结本文工作的同时,对后续拟开展的研究进行了展望。

关键词： cs2agbibr6 光催化 S-scheme异质结缺陷工程压电光电子效应

双钙钛矿cs2agbibr6薄膜及其太阳能电池性能的研究

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双钙钛矿Cs2AgBiBr6薄膜及其太阳能电池性能的研究

作者：却中保南京邮电大学

学位级别：硕士

钙钛矿太阳能电池因为具有低成本、工艺简单以及能量转换效率高等优势,引起了学术界及产业界的极大关注和兴趣。当前,钙钛矿太阳能电池的技术不断取得突破,器件的认证效率已达25.7%,但其不稳定性和铅污染仍阻碍着产业化进程。全无机卤... 详细信息

钙钛矿太阳能电池因为具有低成本、工艺简单以及能量转换效率高等优势,引起了学术界及产业界的极大关注和兴趣。当前,钙钛矿太阳能电池的技术不断取得突破,器件的认证效率已达25.7%,但其不稳定性和铅污染仍阻碍着产业化进程。全无机卤化物双钙钛矿材料csagbibr的出现,为钙钛矿太阳能电池的发展提供了一个新的思路。它利用cs+取代有机阳离子(MA+、FA+等),采用Ag+和Bi3+替代Pb2+,提高了钙钛矿材料稳定性,解决Pb2+对环境的污染问题。但由于csagbibr材料的带隙较宽,光吸收性能较差,加上其生成的钙钛矿薄膜结晶度较低,薄膜形貌较差,严重影响了太阳能电池器件性能。本文通过优化csagbibr成膜条件,采用界面修饰,金属离子掺杂等方式,引入碳量子点、FeBr3和CuBr2分别用以修饰TiO2电子传输层和对csagbibr钙钛矿材料进行掺杂,旨在提升csagbibr钙钛矿的结晶度,改善薄膜形貌,优化太阳能电池能级排列,增强csagbibr光吸收性能,制备出稳定且性能良好的碳电极双钙钛矿太阳能电池。本文主要工作内容如下:优化基片温度提升csagbibr双钙钛矿太阳能电池性能:本工作优化了 csagbibr成膜条件,通过对FTO基片及TiO2电子传输层进行预热处理,提升了薄膜质量。并通过控制基片温度,探究了不同预热温度对csagbibr薄膜形貌的影响。经过实验研究发现,随着预热温度的提升,csagbibr薄膜结晶度和晶粒大小也会随之提升,其中预热温度为40℃时薄膜质量最好,而当温度到达50℃时,虽然晶粒尺寸变得更大,但薄膜表面却出现了明显的孔洞。最终我们在预热温度为40℃时得到了 PCE为1.21%的最优器件。碳点敏化提升csagbibr双钙钛矿太阳能电池性能:本工作使用碳量子点对TiO2电子传输层表面进行敏化修饰,对钙钛矿太阳能电池器件的能级匹配度进行调节,提升载流子的传输效率,并制备了具有FTO/TiO2&TiO2-CQDs/csagbibr/碳电极结构的太阳能电池。与未经过修饰的器件相比,基于TiO2-CQDs薄膜制备的双钙钛矿太阳能电池器件性能得到了显著提高。经过进一步优化敏化时间,最终敏化10 h后的器件效率从标准器件的1.20%提升到了 1.89%。研究结果表明,碳量子点的引入,优化了 TiO2/csagbibr界面能级匹配度,增强了 csagbibr薄膜结晶度,改善了薄膜形貌,提高了钙钛矿薄膜吸光性能,有效延长的双钙钛矿太阳能电池器件的稳定性。Fe或Cu掺杂提升csagbibr双钙钛矿太阳能电池性能:本工作采用金属离子掺杂策略,在csagbibr单晶制备过程中加入不同掺杂比例的FeBr3或CuBr2,分别利用Fe3+和Cu+/Cu2+掺杂取代Bi3+和Ag+对csagbibr进行改性,以增强csagbibr结晶性,改善其薄膜形貌。并制备了结构为FTO/TiO2/csagbibr/碳电极的电池器件,并对其材料和器件光伏性能进行研究,通过优化掺杂比例,最终Fe3+掺杂浓度0.3%时器件效率从标准器件的1.20%提升到了 1.51%;Cu掺杂浓度为0.5%时器件效率从标准器件的1.16%提升到了 1.46%。研究数据表明,Fe3+和Cu+/Cu2+掺杂增强了 csagbibr结晶度,优化了薄膜形貌,改善了钙钛矿太阳能电池的能级排列,还提升了 csagbibr薄膜载流子迁移率。此外,掺杂后的器件具备优异的长期稳定性,且迟滞效应也得到了改善。

关键词：全无机双钙钛矿太阳能电池 cs2agbibr6 碳量子点掺杂光电性能

双钙钛矿cs2agbibr6异质结的可控构筑及其光催化性能研究

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双钙钛矿Cs2AgBiBr6异质结的可控构筑及其光催化性能研究

作者：黄晓燕燕山大学

学位级别：硕士

随着人类发展和工业化进程的加快,全球环境污染和能源短缺制约着人类经济和社会的可持续发展。清洁高效的光催化技术利用太阳能将有害物质分解成无毒的物质或者将CO转换成化学能源进行储存和利用。然而,有限的可见光吸收范围、低的载流... 详细信息

随着人类发展和工业化进程的加快,全球环境污染和能源短缺制约着人类经济和社会的可持续发展。清洁高效的光催化技术利用太阳能将有害物质分解成无毒的物质或者将CO转换成化学能源进行储存和利用。然而,有限的可见光吸收范围、低的载流子分离效率、成本高以及寿命短等原因导致很少有光催化剂能够满足实际应用的要求。因此,应采取措施以提高光催化剂的光催化性能,目前对半导体材料改性主要采用掺杂金属或非金属离子、负载助催化剂和构建异质结等方法。近年来,具备优秀光电化学特性的无铅卤化物双钙钛矿csagbibr在光催化方面取得重要进展。但是,由于csagbibr的光生载流子易于复合导致可利用的电荷不多和缓慢的氧化还原动力学阻碍了光催化的反应活性,限制了其在光催化领域的进一步应用。因此,本文通过构建异质结的方法对其进行改善,研究了其作为光催化降解污染物及二氧化碳还原的性能。通过构建异质结提高了吸光能力和促进光生载流子的分离,从而实现对太阳能的有效利用。本文的研究主要分为以下两个方面:(1)利用构建异质结的方法,在扩宽半导体材料对光的吸收范围的同时提高光生电荷分离效率。首先利用水热法合成了2D纳米片WO,然后再利用原位自组装的方法将2D纳米片WO加入到csagbibr的合成过程中,在csagbibr晶体生长的过程中将2D纳米片WO负载在csagbibr晶体表面形成界面联系紧密的异质结。通过XPS测试表征到csagbibr/WO复合材料之间通过形成化学键建立了高效紧密的界面,促进了电荷转移并形成了Z型异质结。通过紫外可见吸收光谱发现形成异质结后扩展了的光吸收范围,促进了光生电荷的产生。通过自由基捕获实验和ESR技术,证明了超氧自由基和羟基自由基是主要的活性物种,并证明了csagbibr/WO复合材料的电子转移方式是由于形成了Z型异质结。此外,通过液相色谱-质谱联用技术,研究了甲基橙和罗丹明B可能的降解中间过程。通过一系列的研究,本论文提出了Z型异质结csagbibr/WO的光催化降解机理。(2)利用静电自组装的方法构建异质结,提高两种半导体材料界面的紧密性和光生电荷的分离效率。首先分别通过结晶法和简单水热法分别制备csagbibr晶体和BiWO超薄纳米片,通过Zeta电位测试检测两者表面电荷,为静电自组装的合成过程提供理论依据。在进行热辅助光催化二氧化碳还原时,利用热重分析分析了引入热能的合适条件。此外,为了进一步验证csagbibr/BiWO复合材料作为光催化材料的优越性,还进行了光催化降解甲基橙的实验,发现csagbibr/BiWO复合材料展现了优异的降解活性,并保持了良好的循环稳定性。通过自由基捕获实验,证明了影响污染物降解的活性物种,并通过一系列的研究,本论文提出了异质结csagbibr/BiWO相应的光催化机理。

关键词：光催化双钙钛矿 cs2agbibr6 异质结载流子分离

基于全无机非铅双钙钛矿cs2agbibr6光电探测器的构建及其在单探测器成像中的应用研究

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基于全无机非铅双钙钛矿Cs2AgBiBr6光电探测器的构建及其在单探测...

作者：李卓伟暨南大学

学位级别：硕士

近年来,钙钛矿材料由于光吸收系数高、载流子迁移率高、制备方法简单多样、制备成本低等优点引起了广大学者的关注。钙钛矿材料在太阳能电池领域得到极快的发展,钙钛矿有机-无机杂化太阳能电池的光电转化效率已经达到了惊人的25.7%。在... 详细信息

近年来,钙钛矿材料由于光吸收系数高、载流子迁移率高、制备方法简单多样、制备成本低等优点引起了广大学者的关注。钙钛矿材料在太阳能电池领域得到极快的发展,钙钛矿有机-无机杂化太阳能电池的光电转化效率已经达到了惊人的25.7%。在光电探测领域,钙钛矿材料在弱光探测、X射线探测都有相应的研究。然而,目前大多数的关于钙钛矿的研究都是关于有机-无机杂化钙钛矿。有机-无机杂化钙钛矿在空气中稳定性不够好的缺点也严重制约着其商业发展。此外,大多数钙钛矿的研究仍然是以铅基钙钛矿为主,而铅的毒性问题也会对钙钛矿器件的商业应用带来阻碍。由于上述原因,无机无铅钙钛矿越来越受广大研究者的注意。无机无铅钙钛矿不但解决了铅的毒性问题,还由于避免了有机阳离子的使用,无机钙钛矿的稳定性相对于有机-无机杂化钙钛矿而言稳定性大大提高。因此,无机无铅钙钛矿是极具发展潜力的一个研究方向。本文主要研究探索无机无铅双钙钛矿csAg Bi Br(CABB)在光电探测中的应用。利用简单的一步旋涂法进行CABB薄膜的沉积,制备出基于CABB的光电探测器,并全面系统地测试和分析了CABB光电探测器的光电性能,最后将其应用于成像系统之中。文章主要内容如下:1.通过构建Sn O/CABB异质结,基于异质结光电探测器的性能与无修饰的相比大大提升。随后引入反溶剂异丙醇的钙钛矿表面后处理策略来提高Sn O/CABB异质结光电探测器的性能。经异丙醇反溶剂后处理后,CABB薄膜的缺陷态密度得到改善,从5.83×10cm降低为4.06×10 cm。此外,基于表面后处理的器件的响应度从33 m A/W提高到48m A/W,比探测率从1.6×10 Jones提高到2.1×10 Jones。优化后的异质结探测器的响应速度非常快,上升时间/下降时间为248μs/341μs,线性动态范围达到了107 d B。我们成功地通过使用简单的IPA处理降低了CABB的缺陷密度。接着我们利用优化后的CABB探测器作为成像传感元件,构建了透射模式扫描成像系统,器件在弱的光强0.5μW/cm下仍然可以清晰地成像。2.为进一步拓展钙钛矿光电探测器的实际应用,我们建立基于钙钛矿光电探测器的单探测器成像系统并进行相应的计算模拟成像,对一些影响单探测器成像的质量参数进行模拟分析。我们对探测器的电流输出的电流波动?K(电流波动值与电流值比值)和平均采样次数的不同对成像质量的影响进行了模拟计算。对于单次平均采样的单探测器成像,器件的电流波动小于6.25×10才能进行清晰的成像。我们发现电流波动?K越小、平均采样次数越高,成像质量越好的单探测器成像规律。此外,我们对单探测器成像进行了理论模拟和实际结合分析,成功验证了基于不同浓度前驱液制备的MAPb Br滤光片下的MAPb I的探测器在单探测器成像时对图像红色与蓝色的响应的差异。最后,我们将CABB光电探测器应用到实际的单探测器成像中。

关键词：钙钛矿 cs2agbibr6 光电探测器后处理单探测器成像

无机卤族双钙钛矿cs2agbibr6薄膜的缺陷及其光电性能研究

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无机卤族双钙钛矿Cs2AgBiBr6薄膜的缺陷及其光电性能研究

作者：王斌天津理工大学

学位级别：硕士

有机-无机卤化钙钛矿因其强的光吸收、载流子迁移率和大的载流子扩散长度以及易于溶液制备等优异的光电特性被广泛应用于光电器件上。无机卤族双钙钛矿既可以解决铅毒性和空气环境下不稳定性问题,还具有优异的光学特性和电学特性,是高... 详细信息

有机-无机卤化钙钛矿因其强的光吸收、载流子迁移率和大的载流子扩散长度以及易于溶液制备等优异的光电特性被广泛应用于光电器件上。无机卤族双钙钛矿既可以解决铅毒性和空气环境下不稳定性问题,还具有优异的光学特性和电学特性,是高性能、高效率和环境友好型光电器件合适的选择。本论文选择无机卤族双钙钛矿材料中的csagbibr薄膜作为研究对象,系统研究了溶液法得到的薄膜的形貌、晶相以及缺陷对光学和电学特性的影响,进一步对比了不同修饰层对csagbibr薄膜阻变性能的影响,分析其机理。具体内容如下:以反溶剂沉淀法得到csagbibr结晶颗粒,再次溶解并旋涂制备csagbibr薄膜,对比分析了不同温度退火后薄膜的晶相结构、形貌、组分和缺陷类型,结合PL光谱研究了薄膜缺陷相关的电子跃迁机制,薄膜荧光增强现象归因于V缺陷的增加,复合发光几率增加。在前驱液中引入Cl元素,以溶液法制备了Cl掺杂的csagbibr,通过对比Br和Cl比例下PL光谱的变化研究Cl对csagbibr缺陷的影响,研究结果显示Cl进入到csagbibr晶格中使Ag离子和Bi离子与卤素阴离子之间形成的共价键强度降低,对Ag的束缚能力减弱,Ag缺陷态密度增加,Cl掺杂后薄膜的荧光增强归因于Ag能级相关的跃迁几率增加。设计并制备了ITO/AlO/csagbibr/PMMA/In结构器件,研究AlO修饰层对器件阻变性能的影响,揭示电阻跳变现象的机理,研究指出AlO层与csagbibr薄膜之间的界面相互作用增强了薄膜与基底之间的附着力,使csagbibr薄膜的表面致密性和均匀性得到提高,薄的AlO层起到电子隧穿作用,增大了器件高阻态电阻值,I-V曲线和电阻-温度曲线的拟合结果显示,器件的电阻转变行为归因于V导电细丝的形成和断裂。

关键词：无机卤族双钙钛矿 cs2agbibr6 缺陷光致发光阻变存储器

高效制备优质cs2agbibr6薄膜及其太阳能电池

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Science China Materials 2020年第8期63卷 1518-1525页

作者：赵丹丹王冰哲梁超刘堂昊魏琪王思思王开阳张志鹏李晓军彭少敏邢贵川 Joint Key Laboratory of the Ministry of Education Institute of Applied Physics and Materials EngineeringUniversity of MacaoAvenida da UniversidadeTaipaMacao SAR 999078China

无铅双钙钛矿cs2agbibr6与铅基钙钛矿相比具有更高的稳定性和更低的毒性,被认为是很有前途的下一代光伏材料.在实际应用中,人们迫切需要一种简便的沉积方法来制备高质量、大晶粒尺寸的双钙钛矿薄膜.然而,目前尚未找到制备cs2agbibr6薄... 详细信息

无铅双钙钛矿cs2agbibr6与铅基钙钛矿相比具有更高的稳定性和更低的毒性,被认为是很有前途的下一代光伏材料.在实际应用中,人们迫切需要一种简便的沉积方法来制备高质量、大晶粒尺寸的双钙钛矿薄膜.然而,目前尚未找到制备cs2agbibr6薄膜的简便方法.本文通过简单的一步旋涂法成功制备了晶粒尺寸达0.5μm的高质量cs2agbibr6薄膜,该方法使用体积比优化后的二甲基亚砜-二甲基甲酰胺(DMSO-DMF)混合溶液作为溶剂,氯苯作为反溶剂.基于良好的薄膜质量,制备了高效(>1%)cs2agbibr6钙钛矿太阳能电池.此外,利用飞秒瞬态光谱系统地研究了cs2agbibr6与相邻的载流子传输层之间的光生电荷转移.本工作为制备高质量的cs2agbibr6薄膜开辟了新方法,为高效双钙钛矿太阳能电池的发展提供了有益指导.

关键词： lead-free double perovskite solar cell one-step spincoating cs2agbibr6 charge transfer dynamics