提高钙钛矿CH 3 NH 3 PbI 3 的稳定性及薄膜器件性能的方法
发布时间：2021-05-01 00:27
在有机-无机复合半导体材料中,通过调节有机组分和无机组分及其界面状态,可以实现二者的优势互补,也因此引起越来越多的关注。其中,金属有机钙钛矿材料因具有吸光能力强、带隙可调、载流子寿命长以及制备工艺简单等优点,已经成为科学家们关注的焦点,在多种光电器件的制备和研究中得到了多元化的应用。对于有机-无机复合半导体而言,材料的稳定性以及薄膜质量直接决定着器件的长期稳定性,器件性能以及制备可重复性。本文选择有机-无机复合半导体 MAPbl3（MA=CH3NH3+）和 CdI2（AD）（AD=acridine）为研究对象,利用热分析、原位XRD和原位红外光谱方法,研究了它们在不同气氛和压强下的稳定性。为了研究制备方法对MAPbI3薄膜质量和光电性能的影响,我们分别用常规的热退火方法和新的压力辅助空间限位溶剂工程技术制备了 MAPbI3薄膜。在此基础上,制备了超敏感的光电探测器。另外,根据一步旋涂法对NO2具有高选择性和高灵敏度的薄膜气敏传感器,并且系统的研究了气敏传感器在常压和高压下的气敏性能。以改善复合半导体的稳定性和提高器件的性能为目标,开展了以下四个部分的内容:1,利用原位FTIR光谱研究M...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 有机-无机复合钙钛矿简介
1.2 影响有机-无机复合钙钛矿稳定性的因素
1.2.1 温度的影响
1.2.2 水氧的影响
1.2.3 紫外光照的影响
1.3 有机-无机复合钙钛矿成膜方法简介
1.3.1 一步沉积法
1.3.2 两步连续沉积法
1.3.3 反溶剂滴加法
1.3.4 气相沉积法
1.3.5 真空闪蒸溶液处理法
1.4 有机-无机复合钙钛矿的应用
1.4.1 太阳能电池简介
1.4.2 光电探测器简介
1.4.3 其它应用简介
1.5 论文的选题依据及主要研究内容
1.5.1 论文的选题依据
1.5.2 论文的主要研究内容
1.5.3 论文的创新点
参考文献
第二章 利用原位FTIR光谱研究MAPbI_3的稳定性
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 样品制备及实验过程
2.2.3 样品制备用主要仪器
2.2.4 样品测试及表征仪器
2.3 结果与讨论
2.3.1 MAPbI_3的热稳定性
2.3.2 MAPbI_3红外吸收峰归属
2.3.3 氧含量对MAPbI_3稳定性的影响
2.3.4 压力对MAPbI_3稳定性的影响
2.4 本章小结
参考文献
第三章 MAPbI_3薄膜的制备及其气敏性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 样品制备
3.2.2.1 MAPbI_3薄膜及器件的制备
3.2.2.2 NO_2分子与MAPbI_3(110)表面相互作用的分子动力学模拟
3.2.3 样品制备用主要仪器
3.2.4 样品测试及表征仪器
3.3 结果与讨论
3.3.1 MAPbI_3薄膜的结构与形貌
3.3.2 MAPbI_3气敏传感器的气敏性能
3.3.2.1 常压下MAPbI_3气敏传感器对NO_2的响应特性
3.3.2.2 常压下MAPbI_3气敏传感器的气敏响应机理
3.3.2.3 高压下MAPbI_3气敏传感器对NO_2的响应特性
3.3.2.4 高压下MAPbI_3气敏传感器的气敏响应机理
3.4 本章小结
参考文献
第四章 高质量MAPbI_3薄膜的制备及其光敏性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试验试剂
4.2.2 样品制备
4.2.2.1 传统热退火方法制备MAPbI_3钙钛矿薄膜
4.2.2.2 压力辅助空间限位溶剂工程技术制备MAPbI_3钙钛矿薄膜
4.2.2.3 MAPbI_3光电探测器的制备
4.2.3 样品制备用主要仪器
4.2.4 样品测试及表征仪器
4.3 结果与讨论
4.3.1 传统热退火方法(CA)制备MAPbI_3薄膜及光敏性能研究
4.3.2 压力辅助空间限位方法(PS)制备MAPbI_3薄膜及光敏性能研究
4.3.3 压力辅助空间限位溶剂工程技术(PSS)制备MAPbI_3薄膜及光敏性能研究
4.3.4 压力辅助空间限位溶剂工程技术制备MAPbI_3薄膜的机理探讨
4.4 本章小结
参考文献
第五章 复合半导体CdI_2(AD)稳定性的原位监测
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂
5.2.2 样品制备及表征
5.2.3 样品制备用主要仪器
5.2.4 样品测试及表征仪器
5.3 结果与讨论
5.3.1 CdI_2(AD)的晶体结构
5.3.2 CdI_2(AD)的热稳定性
5.3.3 利用原位XRD方法研究CdI_2(AD)的热分解过程
5.3.4 利用原位FTIR光谱研究CdI_2(AD)的热分解过程
5.3.5 高压下CdI_2(AD)的热稳定性
5.4 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
6.1 论文的主要结论
6.2 工作展望
致谢
攻读博士学位期间发表的论文和专利
附件
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：3169778
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：166 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 有机-无机复合钙钛矿简介
1.2 影响有机-无机复合钙钛矿稳定性的因素
1.2.1 温度的影响
1.2.2 水氧的影响
1.2.3 紫外光照的影响
1.3 有机-无机复合钙钛矿成膜方法简介
1.3.1 一步沉积法
1.3.2 两步连续沉积法
1.3.3 反溶剂滴加法
1.3.4 气相沉积法
1.3.5 真空闪蒸溶液处理法
1.4 有机-无机复合钙钛矿的应用
1.4.1 太阳能电池简介
1.4.2 光电探测器简介
1.4.3 其它应用简介
1.5 论文的选题依据及主要研究内容
1.5.1 论文的选题依据
1.5.2 论文的主要研究内容
1.5.3 论文的创新点
参考文献
第二章 利用原位FTIR光谱研究MAPbI_3的稳定性
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验试剂
2.2.2 样品制备及实验过程
2.2.3 样品制备用主要仪器
2.2.4 样品测试及表征仪器
2.3 结果与讨论
2.3.1 MAPbI_3的热稳定性
2.3.2 MAPbI_3红外吸收峰归属
2.3.3 氧含量对MAPbI_3稳定性的影响
2.3.4 压力对MAPbI_3稳定性的影响
2.4 本章小结
参考文献
第三章 MAPbI_3薄膜的制备及其气敏性能研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验试剂
3.2.2 样品制备
3.2.2.1 MAPbI_3薄膜及器件的制备
3.2.2.2 NO_2分子与MAPbI_3(110)表面相互作用的分子动力学模拟
3.2.3 样品制备用主要仪器
3.2.4 样品测试及表征仪器
3.3 结果与讨论
3.3.1 MAPbI_3薄膜的结构与形貌
3.3.2 MAPbI_3气敏传感器的气敏性能
3.3.2.1 常压下MAPbI_3气敏传感器对NO_2的响应特性
3.3.2.2 常压下MAPbI_3气敏传感器的气敏响应机理
3.3.2.3 高压下MAPbI_3气敏传感器对NO_2的响应特性
3.3.2.4 高压下MAPbI_3气敏传感器的气敏响应机理
3.4 本章小结
参考文献
第四章 高质量MAPbI_3薄膜的制备及其光敏性能研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 试验试剂
4.2.2 样品制备
4.2.2.1 传统热退火方法制备MAPbI_3钙钛矿薄膜
4.2.2.2 压力辅助空间限位溶剂工程技术制备MAPbI_3钙钛矿薄膜
4.2.2.3 MAPbI_3光电探测器的制备
4.2.3 样品制备用主要仪器
4.2.4 样品测试及表征仪器
4.3 结果与讨论
4.3.1 传统热退火方法(CA)制备MAPbI_3薄膜及光敏性能研究
4.3.2 压力辅助空间限位方法(PS)制备MAPbI_3薄膜及光敏性能研究
4.3.3 压力辅助空间限位溶剂工程技术(PSS)制备MAPbI_3薄膜及光敏性能研究
4.3.4 压力辅助空间限位溶剂工程技术制备MAPbI_3薄膜的机理探讨
4.4 本章小结
参考文献
第五章 复合半导体CdI_2(AD)稳定性的原位监测
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 实验试剂
5.2.2 样品制备及表征
5.2.3 样品制备用主要仪器
5.2.4 样品测试及表征仪器
5.3 结果与讨论
5.3.1 CdI_2(AD)的晶体结构
5.3.2 CdI_2(AD)的热稳定性
5.3.3 利用原位XRD方法研究CdI_2(AD)的热分解过程
5.3.4 利用原位FTIR光谱研究CdI_2(AD)的热分解过程
5.3.5 高压下CdI_2(AD)的热稳定性
5.4 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
6.1 论文的主要结论
6.2 工作展望
致谢
攻读博士学位期间发表的论文和专利
附件
学位论文评阅及答辩情况表
本文编号：3169778
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