低维钙钛矿结构的合成与应用
发布时间：2021-08-25 07:11
卤素钙钛矿是一类具有钙钛矿结构（ABX3）的金属卤素化合物材料。近十年来,卤素钙钛矿被广泛应用于薄膜太阳能电池的研究。相对于传统的光伏材料,以甲胺铅碘（MAPbI3）为代表的卤素钙钛矿吸光系数更高,工艺成本更低,器件效率也与商品化光伏产品相当,是一类颇具潜力的新型半导体材料。低维钙钛矿是通过引入大分子配体对卤素钙钛矿材料进行结构裁剪而形成的低维结构。一方面,引入合适的低维结构能够有效的提高钙钛矿材料的稳定性,是一种提高器件稳定性的有效途径;另一方面,钙钛矿材料的维度降低显著改变其内部激子的性质而表现出迥异的光电性质。这类新结构的钙钛矿材料进一步将其应用拓宽至发光材料和光电探测器等领域中。基于这样的发展趋势,我们从材料结构设计出发,合成了一系列新型低维钙钛矿材料,并探索其潜在应用,分为以下几个方面。1.锡基二维钙钛矿的合成与结构转变我们探索合成了无毒的Ruddlesden-Popper锡溴钙钛矿,并且发现其在溶剂诱导作用下会形成一种独特的中空二维结构。这一系列的材料在可见光区具有很强的宽光谱发射,其最高荧光量子产率可以达到86%。对其激子动力学...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)上海市
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
钙钛矿结构示意图
图 2. 2 MAPbI3结构相变：c 轴投影图 (a) α- MAPbI3；(b) β- MAPbI32.2 Phase transition of MAPbI3: projection along c axis (a) α- MAPbI3；(b) β- M维钙钛矿材料结构特点<100>取向二维钙钛矿材料早的二维钙钛矿材料的光电性质研究可以追溯至上世纪末。当时avid Mitzi 发展了一系列低维钙钛矿材料的合成方法5。他使用丁胺间隔分子（spacers），在水溶液中反应结晶生长具有组成为 1（BA 代表丁胺，MA 代表甲胺，下同）的层状钙钛矿结构。晶体长链的丁胺分子沿三维钙钛矿 MASnI3的<100>晶面方向插入晶格，其中的单层和多层结构中，界面处相邻两层投影成交错排sden-Popper 相氧化物钙钛矿 Ca4Mn3O10类似，所以称之为 Rud
图 2. 3 Dion-Jacobson 钙钛矿与 Ruddlesden-Popper 钙钛矿结构Fig 2.3 Structure of Dion-Jacobson perovskites and Ruddlesden-Popper perovskites除了上述报道的层数可以调控的钙钛矿体系，自上世纪 80 年代以来至今大量的单层<100>取向二维钙钛矿10-17，理论上来说，它们都可以作为对三钛矿进行维度裁剪的候选结构。为了研究这一系列结构的构效关系，科学家对其结构特点定义了若干参数以比较说明其结构扭曲特点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]First-principles investigations on the mechanical, thermal,electronic, and optical properties of the defect perovskites Cs2SnX6（X= Cl, Br, I）[J]. 黄海铭,姜振益,罗时军. Chinese Physics B. 2017(09)
本文编号：3361649
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)上海市
【文章页数】：113 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
钙钛矿结构示意图
图 2. 2 MAPbI3结构相变：c 轴投影图 (a) α- MAPbI3；(b) β- MAPbI32.2 Phase transition of MAPbI3: projection along c axis (a) α- MAPbI3；(b) β- M维钙钛矿材料结构特点<100>取向二维钙钛矿材料早的二维钙钛矿材料的光电性质研究可以追溯至上世纪末。当时avid Mitzi 发展了一系列低维钙钛矿材料的合成方法5。他使用丁胺间隔分子（spacers），在水溶液中反应结晶生长具有组成为 1（BA 代表丁胺，MA 代表甲胺，下同）的层状钙钛矿结构。晶体长链的丁胺分子沿三维钙钛矿 MASnI3的<100>晶面方向插入晶格，其中的单层和多层结构中，界面处相邻两层投影成交错排sden-Popper 相氧化物钙钛矿 Ca4Mn3O10类似，所以称之为 Rud
图 2. 3 Dion-Jacobson 钙钛矿与 Ruddlesden-Popper 钙钛矿结构Fig 2.3 Structure of Dion-Jacobson perovskites and Ruddlesden-Popper perovskites除了上述报道的层数可以调控的钙钛矿体系，自上世纪 80 年代以来至今大量的单层<100>取向二维钙钛矿10-17，理论上来说，它们都可以作为对三钛矿进行维度裁剪的候选结构。为了研究这一系列结构的构效关系，科学家对其结构特点定义了若干参数以比较说明其结构扭曲特点。
【参考文献】：
期刊论文
[1]First-principles investigations on the mechanical, thermal,electronic, and optical properties of the defect perovskites Cs2SnX6（X= Cl, Br, I）[J]. 黄海铭,姜振益,罗时军. Chinese Physics B. 2017(09)
本文编号：3361649
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