【摘 要】
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虽然铅基钙钛矿具有优异的光学性质,制备得到的太阳电池的能量转化效率已经提高到25.5%以上,但是由于铅基钙钛矿的毒性,以及不稳定性,导致这类钙钛矿不能大规模应用于日常生活中。因此需要寻找绿色、环保的无铅钙钛矿来取代铅基钙钛矿在光伏器件中的应用,一种新兴且有前途的方法是使用一种一价和一种三价金属阳离子取代晶体结构中的Pb位置,即使用一价阳离子和三价阳离子替代两个二价Pb2+,设计了通式为A2BBX
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虽然铅基钙钛矿具有优异的光学性质,制备得到的太阳电池的能量转化效率已经提高到25.5%以上,但是由于铅基钙钛矿的毒性,以及不稳定性,导致这类钙钛矿不能大规模应用于日常生活中。因此需要寻找绿色、环保的无铅钙钛矿来取代铅基钙钛矿在光伏器件中的应用,一种新兴且有前途的方法是使用一种一价和一种三价金属阳离子取代晶体结构中的Pb位置,即使用一价阳离子和三价阳离子替代两个二价Pb2+,设计了通式为A2BBX 6的无铅卤化钙钛矿,在众多无铅卤化钙钛矿材料中,Cs2AgBiBr6钙钛矿由于具有高稳定性、高光学吸收系数以及较长的光致发光寿命等优点,成为目前最具潜力可以代替铅基钙钛矿的材料。我们选择Cs2AgBiBr6作为研究对象,通过晶体溶液法制Cs2AgBiBr6薄膜,对其形貌和光学特性进行分析,在此基础上制备Cs2AgBiBr6太阳电池和光电探测器,并对其性能进一步优化,探究最优条件,具体内容如下:首先,利用Cs2AgBiBr6薄膜作为光吸收层,制备正向结构和反向结构的太阳电池,通过改变电子传输层和空穴传输层的种类,以及添加界面层材料,获得了能量转换效率为1.21%的太阳电池结构。然后,基于Cs2AgBiBr6薄膜设计并制备了基于FTO-Cs2AgBiBr6薄膜-电解质溶液-铂电极的自供能紫外光电探测器。通过改变薄膜质量和电解质溶液的种类,探究器件的最优条件,获得了使用碘电解质溶液,浓度为0.4 mol/L前驱体溶液所制备的最优自供能探测器,最大电流密度为6.96μA/cm~2,响应时间为0.27 s,此类探测器具有自驱动力,不需要外界偏压可以工作。通过上述研究发现,Cs2AgBiBr6材料不仅可以应用于太阳电池,也可以应用于光电探测器。该种类光电探测器易于制作,成本低廉,可以满足环境友好光电器件的要求,并证明PM6:Y6不仅可以提高器件的能量转换效率,还可以扩宽Cs2AgBiBr6的响应波长范围,在聚[双（4-苯基）（2,4,6-三甲基苯基）胺]（PTAA）中掺杂聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）可以提高器件性能,为今后Cs2AgBiBr6材料的应用研究提供了新的思路。
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