无机钙钛矿材料Cs 2 SnI 6 的新溶液法合成及理论研究

发布时间：2023-05-19 04:48

　　随着全球能源消耗的不断增长,在未来化石能源可能会枯竭。而太阳能由于其丰富、清洁、可再生等优点越来越受到人们的青睐。钙钛矿太阳电池凭借其容易制备、成本低廉和光电转化效率高等优势,近年来引起了大量研究者的兴趣。虽然有机-无机杂化钙钛矿太阳电池的效率已经超过了现有几种商业化电池的效率,可是它的稳定性还不太好,这主要是由于钙钛矿材料中包含的有机基团的降解和挥发,所以越来越多的研究者已经转向对无机钙钛矿材料的研究。最近几年Cs₂SnI₆引起研究者的注意,它是一种无机钙钛矿变种材料,由于这种材料中锡(Sn)的氧化态为+4价,因此它具有较强的抗氧化性。Cs₂SnI₆是直接带隙的半导体材料,带隙为1.30～1.62 e V,理论上的电池效率可以达到30～33%。本论文针对传统合成Cs₂SnI₆粉末的方法比较复杂和成本高的问题,提出了简单的合成方法。同时对F^-、Cl^-和Br^-离子掺杂Cs₂

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钙钛矿太阳电池材料的研究进展
    1.3 钙钛矿太阳电池的研究进展
    1.4 全无机钙钛矿材料Cs₂SnI₆的合成方法
    1.5 本论文研究内容
    参考文献
第2章 实验表征和理论计算方法
    2.1 实验表征
        2.1.1 扫描电子显微镜
        2.1.2 拉曼光谱仪
        2.1.3 X-射线衍射仪
        2.1.4 紫外-可见-近红外分光光度计
        2.1.5 霍尔效应测试仪
    2.2 理论计算方法
        2.2.1 第一性原理
        2.2.2 密度泛函理论
        2.2.3 能带结构
        2.2.4 电子结构
        2.2.5 态密度
        2.2.6 VASP
    参考文献
第3章 全无机钙钛矿Cs₂SnI₆材料的制备及光电性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验操作部分
        3.2.1 实验材料和试剂
        3.2.2 测试仪器
        3.2.3 样品表征
        3.2.4 实验步骤
    3.3 Cs₂SnI₆的性能研究
        3.3.1 反应物类型、配比、溶剂对合成Cs₂SnI₆的研究
        3.3.2 Cs₂SnI₆中产生杂质的原因分析
        3.3.3 Cs₂SnI₆薄膜的光学性能与电学性能
        3.3.4 Cs₂SnI₆的形貌观察和光谱测试
        3.3.5 Cs₂SnI₆的空气稳定性研究
        3.3.6 Cs₂SnI₆的空气热稳定性研究
        3.3.7 稳定性和光学吸收分析
    3.4 本章小结
    参考文献
第4章 F^-、Cl^-和Br^-离子掺杂Cs₂SnI₆的第一性原理研究
    4.1 引言
    4.2 计算方法
    4.3 Cs₂SnI₆的晶体结构
    4.4 计算结果分析与讨论
        4.4.1 掺F^-离子态密度和光吸收计算结果分析
        4.4.2 掺Cl^-离子态密度和光吸收计算结果分析
        4.4.3 掺Br^-离子态密度和光吸收计算结果分析
        4.4.4 掺Br^-和Cl^-离子态密度和光吸收计算结果分析
    4.5 本章小结
    参考文献
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
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本文编号：3819686