类二维无铅钙钛矿的合成及光电器件研究

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wyzwayjx
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
有机-无机杂化钙钛矿材料由于制备方法简单、成本低、优异的光电性能等优势而引起人们极大兴趣,其中类二维有机-无机杂化钙钛矿材料由于还具有可调节的禁带宽度,较大的激子结合能以及较高的载流子迁移率等特性被应用于各类光电器件中。但是,这种材料要实现商业化生产和应用还面临巨大的挑战,尤其是传统铅体系杂化钙钛矿材料的高毒性问题亟待解决。针对这一问题,探索一种环保、多用途的杂化钙钛矿材料将有助于此类材料的商业化发展。本论文以苯乙胺(PEA)和甲胺(MA)作为有机组分,以碘化亚锡(SnI2)作为无机组分合成出类二维有机-无机杂化钙钛矿材料(PEA)2(MA)n-1Snn I3n+1(n=1,2,3,5,∞,n为无机层层数);通过调控有机层间的无机层数来调节杂化钙钛矿材料的晶体结构,研究其光电性能;并将其制备成发光二极管和光探测器件,研究器件性能随材料结构的变化规律。主要内容分为以下几部分:1、分别以β-苯乙胺、甲胺、氢碘酸为原料合成苯乙胺碘盐和碘甲胺。采用溶液冷却法合成不同无机层数的类二维杂化钙钛矿材料(PEA)2(MA)n-1SnnI3n+1(n=1,2,3,5,∞),通过一系列测试对杂化钙钛矿材料的结构和形貌进行了表征,通过紫外光电子能谱(UPS)测试了材料的价带能级。2、将合成的类二维杂化钙钛矿材料(PEA)2(MA)n-1SnnI3n+1(n=1,2,3,5,∞)溶于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)中,通过一步法旋涂成膜,并对钙钛矿薄膜进行了扫描电镜(SEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、稳态-瞬态荧光光谱(TR-PL)等测试。通过测试与分析发现随着无机层数的增加,钙钛矿成膜质量下降,吸收光谱和光致发光光谱发生红移,禁带宽度减小,载流子的瞬态荧光寿命缩短。将合成的钙钛矿材料作为发光层制备了红色发光二极管器件,其器件结构为ITO/PEDOT:PSS/PVK:NPB/Perovskite/TPBi/LiF/Al。通过测试器件的发光性能可知,当无机层层数为单层(n=1),双层(n=2)和三层(n=3)时,器件电致发光光谱的峰值分别位于624 nm(n=1),712 nm(n=2)及780 nm(n=3)。当n=1时,器件的发光性能最优,其启亮电压为3 V,最大亮度为6.64 cd/m2,最大电流效率为0.019 cd/A。此外,我们通过交流阻抗测试对器件的性能进行了分析。3、将合成的类二维杂化钙钛矿材料(PEA)2(MA)n-1Snn I3n+1(n=1,2,3)作为光敏层制备成二极管光探测器件,其结构为:ITO/PEDOT:PSS/Perovskite/PCBM/Ag。首先,对钙钛矿薄膜进行了表面光电压谱测试,并结合紫外可见吸收光谱的峰位,来确定光探测器件的入射光波长。然后,对探测器进行光电响应性能测试。通过测试和分析得出,当n=3时,探测器的性能最佳。在零偏压及682 nm(0.2 mW/cm2)的光照条件下,其光响应率为1.36×104 mA/W,光探测率为5.44×10133 cmHz1/2/W,开关比为1.39×104,光响应的上升和下降时间分别为8 ms和7 ms。
其他文献
评价和筛选最优的储气库建库方案能够为储气库安全高效运行提供保证。为此,建立了评价地下储气库方案的指标体系结构,并对指标参数进行归一化处理;应用突变理论和模糊数学相
为探析西部地区中小学在线教学困境,该研究对西部地区12省市的30562位教师和308787位学生进行调查。结果发现西部地区在线教学面临教学时空分离与学生自主学习能力不足致使情
摘 要:解析几何是一门以代数的形式进行图形研究的学科,将变量引入了几何的领域,在整个高中数学具有重要地位。解析几何中常用到的数学思想有:数形结合思想、转化化归思想、分类讨论思想和函数与方程思想。该文就这4种思想在解析几何中的应用做简要的说明,以期在今后的学生学习和教师教学中达到“化抽象为直观,化复杂为简单的”效果。  关键词:数学思想 高中数学 解析几何 应用  中图分类号:G63
对L-亮氨酸产生菌57-4s菌株进行了接种量、装量、pH、发酵时间、碳源、天然营养成份、氨基酸以及生物素、硫酸铵、碳酸钙对L-亮氨酸产量影响的考察,在适宜的条件下,主酸产量
乡村生态景观是人与自然和谐共处的产物,是乡村可持续发展的基础,是建设美丽中国的重要组成部分。通过分析乡村生态景观的作用、存在问题,以龙岩为例,从民居形式、乡村风貌、
转盘式贴装头作为多轴贴装头主要适用于较小型片式电子元件的贴装。12轴一次图像处理,节省了多次拍摄和计算处理的时间。在一个工作循环内连续抓料,连续贴装,减少了抓、放料
本文对r-亚麻酸发酵的碳源、氮源、pH值、菌体得率、油脂含量、r-亚麻酸含量等进行了考察,并通过均匀设计,得到了该菌株发酵生产r-亚麻酸的优化配方,用优化配方发酵结果表明,菌体得率、r-亚
水资源资产价值量的研究,是把环境学、管理学和会计学深度融合,从而完成深入系统地研究,在多种价值定量化方法的基础上确定其价值。水资源资产价值的量化有利于科学合理的分
用关中地区30个气象站41年气象资料,探讨了关中地区主要作物冬小麦和夏玉米需水量与相应生育期内气候因子的变化趋势,分析了气候变化对作物需水量的影响。结果表明:关中地区冬小
在新疆库尔勒市包头湖农场48 m×56 m的范围内,布置土壤水分监测点共计63个,采用经典统计和地统计方法进行了时空变异性分析。结果表明,每次灌水前,整个地块土壤含水率均符合正态分布,呈现中等变异性;沿毛管方向和沿支管方向的田间土壤含水率均呈中等程度的空间自相关性,变异性主要由随机因素引起,变程分别为30.7~37.9 m和10.5~14.2 m;随着时间的推移(灌水次数的增加),土壤水分的空间变