电子俘获对光电导型MAPbI 3 探测器的响应性能的影响

发布时间：2024-12-22 07:51

　　光电探测器是光通信、安全监测和生物传感领域的一种基本工作器件。有机无机杂化钙钛矿光电导型探测器拥有响应速度快,可见光灵敏度高、稳定性好、可低温制备等优点。光电导型探测器中光生电子和空穴的复合将对光电流产生重要的影响,然而此性质鲜有研究。本文研究在钙钛矿薄膜上或者内部加入电子传输层、电荷吸收材料后的光电响应特性,揭示电荷抽取对光电导型钙钛矿探测器的性能的影响及工作机理,取得的主要成果有:1.通过在MAPbI3和衬底之间引入SnO2和SnO2/PCBM电子传输层,实现光生电子和空穴在空间上的分离,从而延长载流子的寿命和增加钙钛矿薄膜内部载流子的浓度以提高光电导型光探测器的光响应。研究发现(1)引入电子传输层后钙钛矿薄膜的荧光淬灭明显,荧光寿命减小(2)电子传输层和MAPbI3界面的电子萃取可以提高光电流和响应度,且电子传输层对电子的抽取效率越高,光电流和响应度的增加越大。制成的探测器在460 nm的光照下,glass/MAPbI3器件的光电流为2.30 μA,引入电子传输层器件结构为glass/SnO2/MAPbI3和glass/SnO2/PCBM/MAPbI3,它们的光电流分别增长到了 4...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钙钛矿材料简介
        1.2.1 钙钛矿材料晶体结构
        1.2.2 钙钛矿材料的性质
    1.3 钙钛矿材料合成制备方法
        1.3.1 一步法
        1.3.2 反溶剂法
        1.3.3 两步法
        1.3.4 共蒸发法
    1.4 钙钛矿材料在光电探测器中的应用
        1.4.1 光探测器结构
        1.4.2 光探测器的主要参数及应用
    1.5 光电探测器的研究现状及发展前景
    1.6 选题的研究背景及意义
第二章 实验内容
    2.1 实验试剂及仪器
        2.1.1 实验试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验测试手段
第三章 通过电子萃取提高Au/MAPbI₃/Au光电探测器的光响应
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 钙钛矿前驱液MAPbI₃前驱液的制备
        3.2.2 探测器器件的制备
    3.3 形貌表征
    3.4 光电性能测试
    3.5 光学性能表征
        3.5.1 吸收和XRD
        3.5.2 载流子动力学表征
    3.6 实验结果与分析
    3.7 本章小结
第四章 通过添加剂原位提取电子增加光探测器光响应
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 钙钛矿前驱液MAPbI₃前驱液的制备
        4.2.2 探测器器件的制备
    4.3 光电性能测试
    4.4 吸收和XRD表征
    4.5 SEM截面
    4.6 AFM形貌
    4.7 载流子动力学表征
    4.8 本章小结
第五章 总结和展望
    5.1 本文总结
    5.2 课题展望
参考文献
致谢
硕士期间研究成果



本文编号：4019684