论文部分内容阅读
有机无机钙钛矿作为一类新型的半导体材料引起了广泛的关注。有机无机钙钛矿由于优异的吸光性能、电荷传输能力在光电领域研究广泛,而不同组分、不同聚集态的钙钛矿往往具有不同的性能及应用领域。本论文主要开展了基于多种聚集态的不同组分钙钛矿材料光电器件的研究,主要研究内容和研究结果如下: 1、采用模板法制备了CH3NH3PbI3纳米线以及纳米片。首先通过不同的方法制备了PbI2晶体的纳米线以及纳米片,然后以前驱体PbI2晶体为模板,通过CH3NH3I气体分子插入到PbI2骨架中得到CH3NH3PbI3纳米线以及纳米片,所得到的CH3NH3PbI3纳米线以及纳米片由于PbI2模板作用很好的保持了原来的形貌。进一步研究了模板法制备的CH3NH3PbI3纳米线以及纳米片的光探测行为。未来有望通过进一步调节前驱体的形貌来控制得到的CH3NH3PbI3形貌,从而开展CH3NH3PbI3在光电器件领域的多功能应用研究。 2、基于溶液法获得的单晶CH3NH3PbI3,实现了高性能光探测器件。CH3NH3PbI3作为在太阳能电池领域研究较为广泛的光吸收材料,光吸收能力优异,但是基于CH3NH3PbI3的光电器件研究主要以CH3NH3PbI3薄膜作为吸收层。本文中选择缺陷少的CH3NH3PbI3晶体作为光吸收材料,通过溶液重结晶的方法获得了纳米线以及纳米片两种形貌的钙钛矿单晶,并成功构筑了基于纳米线及纳米片的光探测器。并通过TEM等表征手段证实了纳米线及纳米片的晶体质量。构筑的CH3NH3PbI3晶体光探测器的光响应性能相较于薄膜器件具有显著的提升。 3、通过气体辅助法成功构筑了高亮度的有机无机钙钛矿(CH3NH3PbBr3)发光二极管。构筑的CH3NH3PbBr3发光二极管在常温下表现出发光色纯度高的光谱特性,通过优化发光层薄膜生长条件,构筑的全覆盖、结晶好的发光二极管的亮度达到了1000cd·m-2。同时,为了获得更好的发光效率,制备更高质量的发光层,迫切需要发展能级更加匹配的电子-空穴传输材料。有机无机钙钛矿电致发光领域具有很大的应用潜力,需要进一步的研究去发展低毒性、高稳定、发光效率更高的钙钛矿二极管。 4、本文实现了TiOPc光催化C-H活化,并尝试钙钛矿电池外加电场对TiOPc催化活性的影响。首先以有机半导体材料TiOPc作为光催化剂,以太阳光为光源,实现了室温下通过光催化直接C-H活化的方式构筑芳烃杂化芳烃,并以TiOPc作为光催化剂,合成了具有常见骨架结构的半导体材料,拓展了有机半导体材料的合成途径。然后以钙钛矿电池作为外加电源,构筑串联器件,尝试研究了半导体催化剂TiOPc在外加电场作用下的催化活性。