有机无机杂化类钙钛矿晶体的制备和性能研究

发布时间：2021-09-21 22:13

　　有机无机杂化卤化物钙钛矿材料作为一种重要的半导体材料,其优良的溶液加工性能和能带结构可调谐性几十年来一直为人所知。近年来更是由于其在光伏、发光二极管和光电探测器等领域的潜在应用而成为了最热门的材料之一。有机无机杂化卤化物钙钛矿材料是一种由有机离子和无机骨架在分子尺度下复合而成的复合材料,其结构多样包括三维钙钛矿、二维层状类钙钛矿、一维链状类钙钛矿和零维类钙钛矿。目前人们关注的焦点主要在于三维钙钛矿,相较而言二维类钙钛矿较少被关注,一维和零维类钙钛矿的相关报道则基本只停留于合成和结构表征方面。本文则研究了四种有机碘化铅类钙钛矿晶体的生长、结构和性能,主要包括摸索和研究此类材料晶体的生长方法、结构与性能的关系以及生长方法对性能的影响。本文主要内容如下:首先利用水热法、反溶剂蒸汽辅助法和降温法来生长胍、乙脒、异丙胺和三甲胺四种有机无机碘化铅类钙钛矿晶体,然后详细讨论了此类晶体的合成方法。其中水热法和降温法使用了氢碘酸和碘化钠溶液两种体系,而反溶剂蒸汽辅助法则使用了三种溶剂和九种反溶剂。其中三种溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亚砜（DMSO）和γ-丁内酯（GBL）,而反溶剂则包括... 

【文章来源】：北京工业大学北京市 211工程院校

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图1-1两种材料范式[1]

图 1-2 生活中各种各样的复合材料(图片来源于网络)Figure 1-2 Various composite materials in life(The pictures come from the network)杂化材料的无机部分一般是以强相互作用(离子键和共价键)结合，提供了移率，宽范围带隙(能用于设计合成绝缘体、半导体、金属和超导体)、磁相用、介电性能、机械硬度和热稳定性等特性，而有机部分则主要包含氢键和华力这类弱相互作用(分子内也有共价键)，提供了结构多样性、高效率发光极化率、塑性力学性能以及特殊情况下的导电和超导性等特性[2]。有机无机金属卤化物类钙钛矿材料作为一种重要的杂化材料，其优良的溶液加工特性带结构可调谐性几十年来一直为人所知[3]，而近年来其在光伏、发光二极管电探测器等领域的潜在应用前景更吸引了众多科研工作者的目光[6]。.2 有机无机卤化物(类)钙钛矿结构.2.1 有机无机钙钛矿结构及预测

第 1 章 绪论电、反铁磁、巨磁效应和超导电性等多种物理性质。这种结构以二价金属阳离子为八面体核心，卤素阴离子为八面体顶角，八面体之间以共顶点连接，一价有机阳离子(主要是小的有机胺离子，也有甲脒等其他报道)则位于八面体之间的空隙位置(图 1-3a)，其化学式基本可写作 ABX3，其中 X 是一价卤素阴离子(F 、Cl 、Br 和 I 等)，B 为二价金属阳离子(Pb2+、Sn2+等)，A 是一价有机阳离子(常见的有甲胺离子(MA+)、乙胺离子(EA+)和甲脒离子(FA+)等)。


本文编号：3402588