有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦的光學(xué)特性研究.pdf

1、近幾年來，有機(jī)-無機(jī)雜化鈣鈦礦材料在太陽電池領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注，人們已對鈣鈦礦太陽電池的制備工藝、器件結(jié)構(gòu)等做了大量的研究，鈣鈦礦太陽電池的轉(zhuǎn)換效率已接近20％。然而，目前對CH3NH3PbI3(MAPbI3)鈣鈦礦材料的基本物理性質(zhì)的研究相對較少，MAPbI3的許多材料特性的微觀機(jī)制依然不夠清楚。首先，MAPbI3在低溫結(jié)構(gòu)相交溫度附近表現(xiàn)出一個異常的熒光特性，其內(nèi)在的物理機(jī)制依然存在爭議。其次，穩(wěn)定性是MAPbI3材料在光電器件應(yīng)

2、用中面臨的一大挑戰(zhàn)。已有的報道表明氧氣和光催化可以加速MAPbI3分解為PbI2，然而其內(nèi)在的物理機(jī)理還需要進(jìn)一步研究。最后，本征缺陷對MAPbI3太陽電池的載流子輸運特性和電荷磁滯效應(yīng)具有重要影響，最近的研究結(jié)果表明，MAPbI3的缺陷態(tài)與MAPbI3的生長條件密切相關(guān)，而目前對MAPbI3缺陷的研究并沒有考慮MAPbI3的生長條件的影響。因此，研究不同生長條件制備的MAPbI3才能更系統(tǒng)和深入地認(rèn)識和理解MAPbI3的缺陷特性。

3、r>　　本研究工作取得了以下三方面的創(chuàng)新成果:
　　(1)采用TRPL和變激發(fā)功率熒光光譜并結(jié)合變溫XRD表征，揭示了MAPbI3在低溫相變溫度附近的發(fā)光機(jī)理及晶體結(jié)構(gòu)演變過程。對MAPbI3在不同溫度范圍的兩個熒光峰的物理機(jī)制進(jìn)行了指認(rèn)，在150-120K，MAPbI3的兩個熒光峰分別來自于具有不同帶隙的正交相與四方相晶體的疊加;當(dāng)溫度低于120K，MAPbI3的熒光以給體-受體對復(fù)合發(fā)光為主導(dǎo)。
　　(2)利用拉曼散射光

4、譜研究了MAPbI3在不同大氣環(huán)境和不同激發(fā)功率條件下的演變過程，發(fā)現(xiàn)MAPbI3晶體在光催化作用下可以顯著增強(qiáng)表面的氧吸附，測得的拉曼光譜與PbO相類似。通過X射線光電子譜(XPS)、變激發(fā)功率拉曼散射光譜和光致發(fā)光譜(PL)相結(jié)合的表征，我們發(fā)現(xiàn)MAPbI3表面的氧吸附可以通過降低氣壓從MAPbI3中脫附，從而恢復(fù)到MAPbI3原先的狀態(tài)。利用這一特性，可以制造基于MAPbI3的氧探測器件。
　　(3)通過改進(jìn)連續(xù)沉積技術(shù)，制