全无机卤素钙钛矿材料的CVD制备及其在光电器件中的应用

发布时间：2020-10-22 10:54

　　 近年来,以CH_3NH_3PbI_3为代表的有机-无机杂化钙钛矿材料,因其具有电子—空穴扩散长度大、能带可调、载流子迁移率高、吸光系数高等优良的光电特性,在太阳能电池、激光器、发光二极管和光电探测器等领域有着广泛的应用。然而,由于有机基团的存在,有机-无机杂化钙钛矿具有较差的光稳定性与热稳定性,极大地限制了钙钛矿材料在光电器件上的应用。化学气相沉积法作为一种生长高质量半导体纳米材料的方法被广泛应用,一直以来,钙钛矿材料主要通过溶液法制备。因此,在本论文中,我们探讨了更稳定的全无机卤素钙钛矿CsPbX_3纳米结构的化学气相沉积法制备,并研究其在光电器件中的应用。主要工作包括:采用化学气相沉积法,通过精确的调控生长条件,成功地制备了具有独特直角三角形截面的CsPbBr_3微纳米棒。表征结果显示所制备的微纳米棒具有优异的结晶质量,且沿能量最低的[100]方向生长。光学测试表明三角形截面的CsPbBr_3微纳米棒是一个高质量的光学腔。为了进一步研究CsPbBr_3微纳米棒的光学特性,我们利用飞秒脉冲激光器和共聚焦显微镜等仪器对其激射行为进行了研究。实验结果表明:在波长为400 nm的激光的激发下,随着激光强度的增加,微纳米棒发生了激射,其中F-P激射模式占主导,具有极低的激射阈值14.1μJ cm~(-2),品质因子高达3500。通过调节卤素比例,我们成功地制备出了带隙可调的高质量CsPbX_3微纳米棒,并最终实现了覆盖从蓝光到红光范围的可调谐微纳米激光器。最后,为了研究CsPbBr_3微纳米棒的电学特性,我们以ITO作为电极制作了光电探测器。该光电探测器的光响应度为2.6×10~4 A W~(-1),外量子效率为8.05×10~6%,光探测度为4.78×10~-88 Jones,上升和下降响应时间分别为51 ms和49 ms。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.1
【部分图文】：

无机卤素钙钛矿材料的 CVD 制备及其在光电器件中的应、波导、激射和光电探测器等诸多领域 年值得期待的科学事件》发布在《自然并声称科学家将会集中注意力来研究钙见一斑。矿指的是一种主要由化学式为 CaTiO3ose 于 1839 年，在俄罗斯中部境内的乌大的俄罗斯矿物学家 L. A. Perovski，Gukite）。后来，人们把有着与 CaTiO3相同。钙钛矿材料的结构式一般为 ABX3，其，X 是阴离子，A、B 和 X 的比例关系为

硕士学位论文 A 位的一价阳离子既可以是有机离子，也可以是无机离子，所以根阳离子，钙钛矿可分为两大类，一类为有机-无机杂化钙钛矿，A 位离子；而另一类为全无机钙钛矿，A 位为一价无机阳离子。-无机杂化钙钛矿-无机杂化钙钛矿指的是 A 位一价阳离子为有机离子的钙钛矿，常见杂化钙钛矿有 MAPbX3和FAPbX3，其中，MA+为CH3NH3+，FA+为CH(N元素(Cl、Br 和 I)。9 年，Miyasaka 课题组首次报道了将有机-无机杂化钙钛矿 CH3NH3H3PbI3作为光吸收材料应用于染料敏化太阳能电池，如图 1.2 所示。其3NH3PbI3的太阳能电池产生了 3.8%的光电转换效率，而基于 CH3NH3现出了 0.96 V 的光电压，其外量子效率为 65%[2]。

8]。素钙钛矿的研究现状矿指的是 A 位、B 位和 X 位均为无机离子的钙钛bX3，其中，X 为卤素元素(Cl、Br 和 I)。相较于钛矿的 A 位一价阳离子为金属 Cs 离子，它极大有机基团的存在而具有的较差环境稳定性。ovalenko 课题组报道了第一次制备出了全无机卤素状纳米晶体，纳米晶体的尺寸范围为 4-15 nm，其 700 nm，几乎涵盖了整个可见光谱区域，发射谱线达 90%[18]。相对于有机-无机杂化钙钛矿而言，全光电特性和良好的稳定性于一身，瞬间得到了无素钙钛矿一时间成为了继有机-无机杂化钙钛矿之
【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 吴涛;张晓伟;蒋业华;;过渡金属表面CVD石墨烯的生长机理研究进展[J];功能材料;2017年06期

2 苏东艳;;国外CVD法制备石墨烯的创新研究[J];江苏科技信息;2016年01期

3 梁学磊;李伟;CHENG GuangJun;CALIZO Irene;HACKER Christina A;HIGHT WALKER Angela R;RICHTER Curt A;彭练矛;;转移过程对CVD生长的石墨烯质量的影响[J];科学通报;2014年33期

4 徐修文;;以CVD法在介电材料上直接生长石墨烯的研究进展[J];炭素技术;2014年03期

5 宋彦军;陶隆凤;王礼胜;;CVD金刚石膜产业化应用问题分析及展望[J];硬质合金;2013年04期

6 邓福铭;吴学林;赵晓凯;李丹;;影响CVD金刚石涂层工具界面结合强度的因素及改进措施[J];硬质合金;2012年03期

7 孙玉静;周珑;王树彬;田莳;;铁/钢抛光CVD金刚石膜的机理研究[J];科技传播;2012年19期

8 朱宏喜;顾超;任凤章;田保红;;CVD金刚石薄膜宏观织构的形成过程[J];科学技术与工程;2011年12期

9 王启亮;吕宪义;成绍恒;张晴;李红东;邹广田;;高速生长CVD金刚石单晶及应用[J];超硬材料工程;2011年02期

10 安仲善;常明;袁健;;CVD金刚石薄膜表面的卤素修饰[J];天津理工大学学报;2009年02期

相关博士学位论文 前10条

1 唐永亮;液态金属中气泡CVD法生长石墨烯的研究[D];电子科技大学;2018年

2 朱丹诚;CVD合成原子层厚过渡金属二硫化物材料及合金化的机理[D];浙江大学;2018年

3 许海腾;石墨烯和二硫化钼的CVD法制备及其光学性能的研究[D];北京交通大学;2016年

4 刘学璋;CVD金刚石/铜复合材料的基础研究[D];中南大学;2013年

5 李彬;等离子体性状对CVD金刚石沉积结果影响的研究[D];北京科技大学;2015年

6 宋雨晴;CVD石墨烯的生长、应变及对Cu箔的抗氧化保护研究[D];中国科学技术大学;2016年

7 王彬;石墨烯的CVD法制备及其H_2刻蚀现象研究[D];大连理工大学;2014年

8 裴晓强;CVD金刚石膜的高温氧化及其浸润性质研究[D];吉林大学;2015年

9 苑泽伟;利用化学和机械协同作用的CVD金刚石抛光机理与技术[D];大连理工大学;2012年

10 朱瑞华;CVD金刚石自支撑膜的制备与热物理性能研究[D];北京科技大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 袁双平;全无机卤素钙钛矿材料的CVD制备及其在光电器件中的应用[D];湖南大学;2018年

2 马东云;异型热管CVD反应器硅烷分解过程流场模拟研究[D];天津大学;2017年

3 王东昭;石墨烯的CVD制备及其基于铁电陶瓷极化的导电性能调控[D];华中科技大学;2016年

4 韦丰;CVD法制备石墨烯材料及其表征[D];长安大学;2016年

5 曾敏;CVD法制备石墨烯工艺及其光电性能研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

6 葛灿;CVD法制备石墨烯及其在传感器中的应用[D];天津理工大学;2016年

7 曹兴宇;CVD法制备石墨烯及其光电性能研究[D];哈尔滨理工大学;2017年

8 易成;热丝CVD法添加辅助气体制备金刚石薄膜及其发射光谱的研究[D];武汉工程大学;2016年

9 田洪军;CVD石墨烯场效应晶体管的制备及性能研究[D];电子科技大学;2014年

10 王浪;石墨烯的化学气相沉积（CVD）法制备及其性能研究[D];上海大学;2014年

本文编号：2851502