【摘 要】
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最近几年,以MAPbI_3为代表的有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿半导体材料,由于具有较长扩散长度、较高载流子密度与较大吸收系数以及低廉的制作成本与快速增长的光电转换效率,成为光伏领域最受关注的吸光层材料之一。本文结合金刚石对顶砧加压技术和微纳光学表征技术,系统的研究了微米级MAPbI_3单晶片的光致发光(PL)光谱、可见近红外吸收光谱与光学显微图像,揭示了其晶体结构与光学性质在压力条件下的演化过程
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最近几年,以MAPbI3为代表的有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿半导体材料,由于具有较长扩散长度、较高载流子密度与较大吸收系数以及低廉的制作成本与快速增长的光电转换效率,成为光伏领域最受关注的吸光层材料之一。本文结合金刚石对顶砧加压技术和微纳光学表征技术,系统的研究了微米级MAPbI3单晶片的光致发光（PL）光谱、可见近红外吸收光谱与光学显微图像,揭示了其晶体结构与光学性质在压力条件下的演化过程。该结果有助于我们从晶体结构的角度理解MAPbI3材料优异光学性质的来源。本文主要做了如下工作:（1）通过PL光谱与吸收光谱随压力的演化过程,确定了MAPbI3单晶片具体的相变路径。在0.23-0.46 GPa由四方相转变为立方相,然后在3.02-3.57 GPa经历等结构立方相变,并在4.26 GPa之后发生非晶化。（2）利用吸收光谱分析电子带隙和吸收边随压力的变化规律,通过吸收带隙与压力的拟合曲线外推出MAPbI3单晶片的压致金属化发生在44.6 GPa。（3）通过分析MAPbI3单晶片在3.02-3.90 GPa范围内的荧光峰与吸收边随压力的演化过程,发现了在非辐射高压立方相与低压立方相共存的过程中奇特的辐射发光机制。对微米尺寸MAPbI3单晶片样品在高压力下光学性质的系统研究,有助于深入探究有机-无机杂化钙钛矿材料的光学特性,为基于有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿的高性能光电器件的设计和优化提供了新的思路。
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