有機無機雜化鈣鈦礦單晶中的光生載流子擴散和復合動力學研究.pdf

1、有機無機雜化鈣鈦礦材料CH3NH3PbX3(MAPbX3，X=Cl，Br，I)由于具有高載流子壽命、高吸收系數(shù)、高電荷遷移率（擴散系數(shù)）等優(yōu)良特性，在太陽能電池和其他光電器件等方面展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用價值，成為現(xiàn)如今炙手可熱的研究熱點材料之一。納米結(jié)構(gòu)的此類單晶材料（如納米線和納米片）保留此類材料的優(yōu)越光物理性質(zhì)，其微納尺寸也使得該類材料在微型光電/光學器件等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。
　　本文利用液相法合成了不同鹵素的有機無機雜化鈣鈦

2、礦單晶，通過一系列表征，我們確定得到高質(zhì)量的MAPbX3(X=Br，I)單晶。通過自行構(gòu)建的熒光掃描時間分辨熒光成像系統(tǒng)，完成了對微米級鈣鈦礦單晶的載流子擴散系數(shù)的定量測量，這種方法同樣可以應(yīng)用到其他光電材料的檢測中。另一方面，通過使用激光/熒光掃描共聚焦顯微鏡測量局域發(fā)光動力學和模擬單個MAPbI3單晶中的載流子擴散過程，我們發(fā)現(xiàn)當鈣鈦礦材料在沒有均勻激發(fā)情況下，快速的載流子擴散過程會加快局域光致發(fā)光動力學過程。結(jié)果表明，在鈣鈦礦單晶

3、中根據(jù)光致發(fā)光動力學過程來解析載流子壽命時，必須要排除載流子擴散的影響。
　　此外我們比較了PbCl2和MACl提供的Cl源對合成MAPbBr3單晶的影響，發(fā)現(xiàn)隨著MACl量的改變，單晶光譜改變幅度很大，說明MACl直接參與合成單晶。然而，當PbCl2量較小時，PbCl2中的Cl離子并不參與構(gòu)成晶體，當PbCl2的量到一定值時，才參與晶體的組成，隨著PbCl2的增加，載流子壽命先增加后減小，但是擴散系數(shù)并不隨著載流子壽命的變化而變