基于纳米结构调控的有机无机杂化钙钛矿光电器件的研究

发布时间：2021-12-28 12:45

　　近年来,由于有机无机杂化钙钛矿材料优异的光电特性,使其成为了光电转换领域（尤其是发光二极管和太阳电池领域）的明星材料。发光二极管是一种把电能转换成光能的元器件,而太阳电池则恰恰相反,是一种把光能转换成电能的元器件。有机无机杂化钙钛矿材料之所以能在这两个互逆过程中都获得优异的转换效率,同时表达出可期的应用前景,主要得益于该材料本身的性质,包括:高的吸光系数,高且平衡的电子和空穴迁移率,高的缺陷容忍度,带隙的可调性,激子束缚能的可调性,纳米结构可调性和加工工艺多样,等等。当然,有机无机杂化钙钛矿材料在光电器件的应用上也存在不足。无论在发光二极管还是太阳电池领域,稳定性都成为了该类材料的一大问题（包括了不理想的热稳定性和空气稳定性）。同时,传统的有机无机杂化钙钛矿都含有具有毒性的可水溶性铅,对环境的危害很大。另一方面,对于有机无机杂化钙钛矿材料的载流子复合机理研究现在还是十分缺乏,尤其在发光二极管领域。因此,本论文主要致力于通过纳米结构调控的方式,在提高器件光电转换效率的同时,也提高器件的稳定性,并且通过部分掺入锡元素的方式来替代铅,从而达到降低钙钛矿整体毒性的效果。另一方面,本论文也深入研... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：106 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

美国国家能源部可再生能源实验室认证的各类太阳能电池最高效率（2017年10月）

有机无机杂化钙钛矿有机发光二极管的a)倒装器件结构与b)基本工作原理图

图 1-3 有机无机杂化钙钛矿有机太阳电池的 a)倒装器件结构与 b)基本工作原理图。Figure 1-3. The inverted device architecture and working mechanism of organic-inorganic hybriperovskite solar cells..3 有机无机杂化钙钛矿太阳电池现阶段面临的问题与之前提到的有机无机杂化钙钛矿发光二极管面临的问题相同，有机无机杂化阳电池同样面临着钙钛矿稳定以及铅的毒性问题。但不同于钙钛矿发光二极管谈，钙钛矿太阳电池已经开始关注稳定性和铅的毒性问题，也多多少少取得了。现阶段提高钙钛矿太阳电池的稳定性主要有以下几种途径：使用铯阳离子替代有机阳离子，构筑全无机钙钛矿太阳电池，将能大大提高钙的热稳定性；在器件中引入保护层，从而阻隔水氧，起到保护钙钛矿的作用；

【参考文献】：
期刊论文
[1]溴化钙钛矿绿色发光二极管（英文）[J]. 覃翔,董焕丽,胡文平.  Science China Materials. 2015(03)



本文编号：3554082