溶剂工程调控钙钛矿薄膜结晶及光电器件性能研究

发布时间：2021-11-21 02:10

　　钙钛矿材料具有极其优异的光电特性、成本价格低廉、制备工艺简单等优势,在近年来成为了光电领域内研究应用最为广泛的光电材料之一,基于钙钛矿材料的太阳能电池光电转换效率从2009年的3.8%到如今已经超过了25%,钙钛矿材料也被广泛地研究用以制备宽光谱、快速响应的高性能光电探测器。在整个钙钛矿材料的发展过程中,如何调控钙钛矿薄膜的结晶质量是制备高性能光电器件的最主要的问题之一,而溶液法因为具有工艺简单、成本低廉的特点从而被最广泛地应用和研究。薄膜结晶的改善从形貌上看是指具有更大的晶粒尺寸、更少的晶界,从而有效地减少载流子的复合,提升器件的光电性能;从薄膜的组分上来看,指的是调控碘化铅前驱体的残留以及提升钙钛矿的结晶度和结晶相的稳定性。溶剂工程是基于溶液法的处理工艺中十分重要的一个方面,在本论文中溶剂工程研究指的是基于溶液法使用溶剂相关的工艺探索对钙钛矿制备的影响。本论文主要基于溶液法,围绕溶剂工程的工艺,系统地研究了不同溶剂工程对钙钛矿制备、薄膜结晶性及光电器件性能的影响,具体内容主要分为以下四个方面:一、研究了溶剂退火工艺在两步法中对钙钛矿前驱体薄膜及钙钛矿薄膜结晶的调控,主要分为两个方面... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：142 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究工作背景及意义
    1.2 有机无机杂化钙钛矿材料及器件的发展概述
        1.2.1 钙钛矿材料体系发展概述
        1.2.2 钙钛矿器件发展概述
    1.3 溶剂工程调控钙钛矿薄膜结晶工艺
        1.3.1 钙钛矿晶体结构及结晶简介
        1.3.2 溶液法制备调控钙钛矿薄膜结晶
        1.3.3 溶剂工程改善钙钛矿薄膜结晶
    1.4 有机无机杂化钙钛矿光电器件机理及表征简介
        1.4.1 钙钛矿太阳能电池
        1.4.2 钙钛矿光电探测器
    1.5 本论文的主要贡献与创新
    1.6 本论文的主要工作及结构安排
第二章 溶剂退火调控钙钛矿结晶及太阳能电池研究
    2.1 二甲亚砜溶剂退火调控薄膜工艺研究
        2.1.1 实验部分
        2.1.2 二甲亚砜溶剂退火对PbI2及钙钛矿薄膜影响
        2.1.3 二甲亚砜溶剂退火对太阳能电池影响及机理探究
        2.1.4 本节小结
    2.2 异丙醇溶剂退火调控薄膜工艺研究
        2.2.1 实验部分
        2.2.2 异丙醇溶剂退火处理PbI2及对太阳能电池的影响
        2.2.3 异丙醇溶剂退火处理钙钛矿及对太阳能电池的影响
        2.2.4 本节小结
    2.3 本章小结
第三章 混合反溶剂调控钙钛矿结晶及光电器件研究
    3.1 异丙醇和氯苯混合反溶剂调控工艺研究
        3.1.1 实验部分
        3.1.2 异丙醇和氯苯反溶剂对钙钛矿光学吸收及太阳能电池的影响
        3.1.3 异丙醇和氯苯反溶剂对钙钛矿形貌及结晶性的影响
        3.1.4 异丙醇和氯苯反溶剂制备钙钛矿薄膜生长的机理探究
        3.1.5 本节小结
    3.2 PCBM氯苯溶液作为反溶剂工艺研究
        3.2.1 实验部分
        3.2.2 PCBM的氯苯溶液作为反溶剂对钙钛矿薄膜的影响
        3.2.3 PCBM的氯苯溶液发作为反溶剂对光电探测器的影响及机理分析
        3.2.4 本节小结
    3.3 本章小结
第四章 两步法调控碘化铅制备准二维三维钙钛矿研究
    4.1 实验部分
    4.2 BAI调控Pb I2 对钙钛矿薄膜及太阳能电池性能的影响
    4.3 准二维三维钙钛矿反应过程分析
    4.4 准二维三维钙钛矿载流子传输及稳定性研究
    4.5 本章小结
第五章 动态旋涂法制备二维三维钙钛矿异质结研究
    5.1 实验部分
    5.2 动态旋涂工艺研究及二维三维钙钛矿结晶分析
    5.3 二维三维钙钛矿界面及太阳能电池性能表征
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 本文工作总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果



本文编号：3508550