甲胺基铅卤钙钛矿单晶探测器在紫外光下的光电探测性能及稳定性

为了探究甲胺基铅卤钙钛矿MAPbX3(X=I, Br, Cl)单晶探测器的光电探测性能及稳定性,将利用逆温结晶法制备好的MAPbX_3(X=I, Br, Cl)单晶蒸镀叉指电极,制作成单晶探测器器件,在365 nm和254 nm两种紫外光照射条件下,研究三种单晶器件在不同光强下的探测性能及稳定性。结果表明:在相同电压下,MAPbX_3(X=I, Br, Cl)三种单晶器件的响应率、外量子效率及探测率都随着光强的升高而降低。MAPbI_3稳定性较好,在两种波长下的光暗电流比均为4.9;MAPbBr_3光暗电流比略佳,在365 nm及254 nm波长下分别达到12.2和5.1,然而其稳定性较差;MAPbCl_3稳定性较好,但光暗电流比较低,分别为1.8和1.4。钙钛矿单晶探测器在365 nm及254 nm光照下的光电探测性能可为探测器器件设计及性能优化提供参考。     

静电纺丝制备Zn 掺杂的CsPbI3@PS 复合纤维薄膜

全无机卤化物钙钛矿材料(CsPbX₃, X=Cl, Br, I) 由于其优异的光学性能, 在光电领域具有广阔的发展前景,但全无机钙钛矿量子点对水、空气等外界环境特别的敏感限制了其发展。因此, 提高全无机钙钛矿量子点的稳定性非常重要。通过掺杂Zn²⁺ 取代CsPbX₃中的部分Pb, 进一步包覆聚苯乙烯(PS), 然后利用静电纺丝技术制备出Zn掺杂CsPbI₃@PS 复合纤维薄膜。CsPbI₃纳米晶在聚合物纤维中原位生长, 制得的PS 电纺薄膜不仅具有CsPbI₃ 钙钛矿量子点的荧光性质, 而且其稳定性显著提高, 可保存2 个月仍具有荧光效果, 并且实现其在白光二极管(WLED)器件上的应用。     

溴基钙钛矿量子点发光二极管的制备及性能优化

为了研究量子点发光层薄膜厚度对钙钛矿量子点发光二极管(perovskite quantum dot lightemitting diodes,PeLED)电-光转换效率的影响，采用配体辅助再沉淀法(ligand assisted reprecipitation,LARP)室温合成铯铅溴(CsPbBr₃)钙钛矿量子点，并用其制备出稳定绿光发射的PeLED．通过比较不同发光层厚度CsPbBr₃ PeLEDs的发光效率，获得量子点发光层的最佳膜厚为43.2 nm．采用CsPbBr₃作为PeLED发光层时的器件外量子效率(external quantum efficiency,EQE)较低，为提高PeLED的电-光转换效率，用FASn_0.3Pb_0.7Br₃量子点替代CsPbBr₃作为发光层，并选用聚乙烯基咔唑(polyvinylcarbazole,PVK)、聚[(N,N’-(4-正丁基苯基)-N,N’-二苯基-1,4-苯二胺)-ALT-(9,...     

STRUCTURES,PROPERTIES AND QUANTUM CHEMISTRY STUDIES OF As-S-X(X=Cl,Br,I)AND As-Y-Br(Y=S,Se,Te)GLASSES

As-S-X(X=Cl,Br,I)and As-Y-Br(Y=S,Se,Te)glasses are studied with Self-Consistent-Field Dis-crete Variational X_α(SCF-DV-X_α),one of the molecule orbital.calculating methods in quantum chemistry.The chemicalbonding is studied to discuss the relations between structuresand properties with the variations of compositions of theglasses.The calculated results show that the strength of cova-lent and ionic bonds are both in the order of As-S-Cl>As-S-Br>As-S-I as well as As-S-Br>As-Se-Br>As-Te-Br,it isconsistent with the experimental result of the glass-transitiontemperature (Tg) of the corresponding glasses.The differ-ences of chemical bond strength and Tg among As-S-X(X=Cl,Br,I)glasses are larger are larger than those among As-Y-Br(Y=S,Se,Te)glasses and the largest difference ofchemical bond strength is that of ionic bond of As-X amongAs-S-X(X=Cl,Br,I)glasses,so the variations of X(X=Cl,Br,I),the end atoms on the chains in the glasses,play themore important role to affect the struture and property of theglasse     

pH值对BiOX(X=Cl、Br、I)光催化剂性能的影响

以Bi_2O_3和HX(X=Cl、Br、I)为主要原料,用氨水调节出不同pH值,制备出层片纳米结构BiOX(X=Cl、Br、I)光催化材料,并通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱仪(DRS)等手段对该样品进行物相、形貌、光学性能表征,在可见光辐照下以甲基橙(MO)为目标污染物测试BiOX(X=Cl、Br、I)光催化性能。对比分析了BiOX(X=Cl、Br、I)形貌、光吸收波长、光催化降解速率。结果表明:在pH=9时制备的BiOCl、pH=9时制备的BiOBr、pH=6时制备的BiOI,由于具有更小的纳米片尺寸和更为疏松的微观结构使其分别具有更好的光催化性能。光催化性能优化机制可从纳米片尺寸、结构疏松程度等方面分析。     

有机/无机杂合物(CnH2n+1NH3)2PbX4的表征

合成了具有层状钙钛矿结构的有机/无机杂合物(CnH2n+1NH3)2PbX4 (其中X=Cl,Br,I;n=2,4,6,8,10),采用X射线衍射对产物的结构进行了表征,结果表明,层间距d值随着有机组元中碳链长度的增加而增加,而卤素阴离子的半径大小对层间距的影响较小.采用红外光谱对产物(C6H13NH3)2PbI4的结构进行表征,结果表明在产物中已经引入了有机组分正己胺,但可能由于胺基质子化的影响,使其结构与自由的C6H13NH2相比具有不同的特征.     

异质形核构筑的高效钙钛矿发光二极管

钙钛矿薄膜的制备方法对发光层的性质及发光二极管(LED)的性能有较大影响。将无机钙钛矿CsPbBr3量子点引入到反溶剂中作为形核位点诱导CH3NH3PbI3薄膜异质形核,然后将该薄膜应用于制备发光二极管。结果表明:应用这种异质形核方法不仅能有效降低CH3NH3PbI3薄膜中晶粒尺寸,提高薄膜质量,限制载流子扩散,且量子点表面多余的配体基团可以对CH3NH3PbI3薄膜中表面及晶界的缺陷产生钝化作用,减小非辐射复合,从而增强载流子寿命和提高辐射复合效率;应用该CH3NH3PbI3薄膜作为发光层制备的LED器件,在低电压下具有较低漏电流,最大外量子效率达到0.17%,相比于基础器件提高了3倍。研究结果将为高质量钙钛矿薄膜及发光器件的制备提供有效途径。     

碳对电极CsPbBr3 钙钛矿太阳能电池的 制备及其光、热稳定性研究

采用两步溶液法制备了无机钙钛矿Cs Pb Br3薄膜,通过增加Pb Br2薄膜在Cs Br甲醇溶液中的反应时间来增加钙钛矿薄膜的厚度并改善薄膜的结晶性,从而提高了无机钙钛矿太阳能电池的光电转换效率。当反应时间从30 min提升至90 min时,电池的效率从1.43%上升至2.84%,这得益于光电流密度得到有效提高。所制备的钙钛矿太阳能电池表现出良好的热稳定性和光稳定性。在最大功率点条件下,全光谱太阳光(AM 1.5,100 m W/cm2)持续照射1 h后,其工作性能保持稳定。在100?C条件下持续加热476 h,电池的效率仍保持在初始效率之上。     

BiOX及BiOCl_xBr_yI_(1-x-y)的制备及光催化性能

以Bi(NO_3)_3·5H_2O、KCl、KBr和KI为原料,采用乙二醇溶剂热法制备了BiOX(X=Cl,Br,I)光催化剂及BiOClxBryI1-x-y复合体光催化剂。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外可见吸收光谱等对制得光催化剂的结构、表面形貌和光学特性等进行表征。以罗丹明B为目标污染物,氙灯模拟可见光,对光催化剂的性能进行了研究。结果表明,采用乙二醇溶剂热法制备的卤氧化铋系列光催化剂形貌均成三维花球状;在反应温度为160℃、反应时间为12h的条件下,随着卤素原子序数的增加,BiOCl、BiOBr和BiOI的光催化活性逐渐增强;将BiOCl、BiOBr和BiOI进行复合,复合体光催化性能明显提高;Cl、Br、I摩尔比为1∶1∶1时复合体的光催化效果最佳。     

纯无机CsPbBr3@PMMA 复合薄膜用于白光LED 器件

纯无机钙钛矿材料具有颜色可调、带隙窄、制作工艺简单、成本低等优点, 受到了广泛的研究, 然而它在 水和氧环境中的不稳定性限制了其应用。利用聚合物在非极性溶剂中的溶胀-收缩原理将CsPbBr₃ 量子点原位生 长在聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 薄膜中来提高钙钛矿量子点在水氧环境中的稳定性。该方法合成简便, 可以降低 CsPbBr₃量子点的形成温度, 并且可以得到稳定的钙钛矿相薄膜, 制得的复合薄膜具有优异的空气稳定性和耐水性, 并且具有可弯折性和高透过率, 可应用于柔性器件中。CsPbBr₃@PMMA 复合薄膜制成的白光LED 器件显示出良 好的白色发光性能, 色温为8 221 K。     

石墨烯量子点作为阳极界面层的聚合物太阳能电池

采用含有F、Cl、Br、I的苯肼小分子修饰石墨烯量子点(GQDs),制备了卤素功能化石墨烯量子点(X-GQDs).通过较高电负性的卤族元素p型掺杂,提高了X-GQDs修饰的电极的功函数.将这种可溶液加工的X-GQDs用于聚合物太阳能电池的阳极界面层,与基于GQDs的器件的能量转换效率(PCE,9.01％)相比,基于X-...     

有机无机钙钛矿薄膜的间歇式退火和光电性能

为了改进空气环境条件下有机无机钙钛矿薄膜的制备工艺,开发了一种间歇式退火(intermittent annealing,IA)方法,以制备高质量无针孔的钙钛矿薄膜,优化光电性能.采用扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射谱(X-ray diffraction,XRD)、紫外可见吸收(ultraviolet-visible,UV-Vis)光谱、光致发光(photoluminescence,PL)光谱等表征,系统比较了在空气环境条件下反溶剂一步法旋涂制备钙钛矿薄膜工艺中,普通退火(traditional annealing,TA)方法和间歇式退火方法处理得到的卤化铅甲胺有机钙钛矿薄膜的形貌、结构和光电性能.结果表明,对于MAPbI_3、MAPbIBr_2和MAPbI_2Br钙钛矿材料,采用间歇式退火方法制备的薄膜均匀致密无针孔,晶粒尺寸显著增大,薄膜结晶性提高,在可见光范围内光吸收能力更强.在空气环境下所得间歇式退火制备的MAPbI_3太阳能电池器件在AM 1. 5的模拟太阳光下,光电转换效率可达11. 5%(有效面积0. 24 cm~2),而在空气环境下以普通退火方法制备的器件的光电转换效率为8. 9%,间歇式退火样品的光电转换效率有大幅度提高.     

溴掺杂CH_3NH_3PbI_3薄膜及其钙钛矿太阳能电池性能研究

有机-无机铅基卤化物钙钛矿杂合物CH_3NH_3PbI_3作为光吸收材料被广泛应用于太阳能电池中,取得了较高的光电转换效率。基于此,在CH_3NH_3PbI_3基础上对I位进行Br掺杂,采用一步溶液法制备了一系列CH_3NH_3Pb(I_(1-x)Br_x)_3薄膜,研究了溴掺杂对CH_3NH_3PbI_3薄膜物相结构、微观形貌、吸光性能及光电转换性能的影响。结果表明,随着Br掺杂量x由0增加到1,常温下其物相结构逐渐由四方相转变为立方相,并且薄膜在TiO_2纳米柱衬底上的覆盖率逐渐提高,其在可见光及近红外区域内的吸光范围逐渐变窄,其光学带隙由1.59 eV逐渐过渡到2.23 eV。以CH_3NH_3Pb(I_(1-x)Br_x)_3薄膜制备成FTO/BL(blocking layer)-TiO_2/NR(nanorods)-TiO_2/CH_3NH_3Pb(I_(1-x)Br_x)_3/sprio-OMe TAD/Au结构的钙钛矿太阳能电池,发现随着Br掺杂量的增加,太阳能电池的短路电流减小,开路电压增大,填充因子增大,光电转换效率减小。     

硫化锌量子点的水热-均相沉淀法制备与表征

为制备高品质、性质稳定的硫化锌量子点,采用硫代乙酰胺在水热条件下的均相沉淀法制备了硫化锌量子点,并采用X射线衍射、透射电子显微镜和荧光光谱仪分别表征了所制得量子点的物相、颗粒尺寸和发光性质,考察了反应时间对量子点物相、颗粒尺寸和发光性质的影响.结果表明,在80℃水浴条件下,可以获得颗粒尺寸在20 nm以下,面心立方结构的硫化锌量子点.发光性能测试表明:制备的硫化锌量子点可被330 nm紫外光有效激发,产生位于430 nm附近的蓝光发射;随着反应时间的延长,量子点颗粒尺寸增大、发光性质减弱.     

银锰共掺杂Zn-In-Se核壳量子点的发光性能

为了得到一种高性能的白光发光二极管用荧光材料,采用热注入法合成了一种银锰共掺杂的核/壳量子点。利用X射线衍射、透射电子显微镜、紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪对样品的微观形貌、结构以及发光性能进行了测试与表征。测试结果表明：成功制备了目标量子点,所得样品呈类球形,平均粒径为（10.7±0.5）nm;该量子点能被紫外光有效激发,发射峰位于510 nm与615 nm处;与未包覆ZnSe壳层的量子点相比,核/壳量子点的发光强度与稳定性得到显著提升,并且量子产率达到了68%。核/壳结构量子点在254 nm紫外光连续辐照24 h后以及温度达到475 K时仍分别保持初始亮度的82%与50%。该量子点的优异发光性能与稳定性表明其在照明领域具有良好的应用前景。     

有机／无机杂合物（CnH2n＋1NH3）2PbX4的表征

合成了具有层状钙钛矿结构的有机/无机杂合物（CnH2n＋1NH3）2PbX4（其中X—Cl,Br,I;n=2,4,6,8,10）,采用X射线衍射对产物的结构进行了表征,结果表明,层间距d值随着有机组元中碳链长度的增加而增加,而卤素阴离子的半径大小对层间距的影响较小．采用红外光谱对产物（C6H13NH3）2PbI4的结构进行表征,结果表明在产物中已经引入了有机组分正己胺,但可能由于胺基质子化的影响,使其结构与自由的C6H13NH2相比具有不同的特征．     

烷胺基结构对钙钛矿材料光电性能及稳定性的影响

以不同烷烃链长和胺基数的有机物为原料,采用溶液法合成系列具有不同烷胺基结构的钙钛矿材料,研究烷胺基结构对钙钛矿材料光电性能和稳定性的影响;以二氨基丙胺铅碘(CH2)3(NH3)2Pb I4为光吸收层制备钙钛矿太阳电池,探索钙钛矿材料在光伏领域的应用。结果表明:烷烃链长和胺基数均直接影响钙钛矿材料的带隙宽度,随着烷烃链的增长带隙变大,随着胺基数的增加带隙急剧变小;由1,3-二氨基丙烷为前驱物合成的(CH2)3(NH3)2Pb I4钙钛矿材料光吸收边位置达930 nm,并显现出良好的湿度稳定性;以(CH2)3(NH3)2Pb I4钙钛矿材料为光吸收层的太阳电池,其开路电压可达0.718 V。通过调控烷胺基结构可制备出光电性能可调、稳定性高的光伏材料。     

钙钛矿衍生光伏材料的研究进展

钙钛矿材料凭其优异的性能登上了光伏的舞台,但其含铅毒性与不稳定性必然成为其未来发展瓶颈。因此,探索新型高效、稳定的无铅类光伏材料刻不容缓。在ABX3结构的基础上,本文对无铅、高稳定性的全无机A3B2X9结构钙钛矿、卤化物双钙钛矿中的A2B(I)B(III)X6与A2B（Ⅳ）X6、硫化物-卤化物等体系光伏材料在太阳能电池、光电探测器与发光二极管等领域的应用与探索进行综述。并在此基础上阐述了机器学习与高通量密度泛函理论计算相结合在探索新型光伏材料上的一些突破进展。最后对未来光伏材料的突破点进行展望,该工作对科研人员将来开发新兴光伏材料具有重大意义。     

X2-苯复合物(X=F,Cl,Br,I)的密度函数理论计算研究

用密度函数理论计算了卤素分子-苯复合物（X2-C6H6，X=F，Cl，Br，I）6种构型（R，η6，η2a，η1a，η2b，η1b）的结构、稳定化能、振动频率和电子跃迁能。结果显示，η2a或η1a倾斜构型是X2-C6H6复合物的最稳定结构，它们的振子强度随卤素原子的原子序数的增大而增强。η1a构型是F2-C6H6复合物中对光吸收起最主要作用的构型，而η1a和η2a可能共同对X2—C6H6复合物（X=Cl，Br，I）的光吸收起作用。     

反应pH值对水热法合成PbF2：Er^3＋,Yb^3＋荧光粉性能的影响

本文以PbF2为基质,Er^3＋为激活剂,Yb^3＋为敏化剂,采用水热法,通过严格控制pH值,成功制备了PbF2：Er^3＋,Yb^3＋上转换发光材料。采用X射线衍射仪和荧光分光光度计分析了样品的结构和发光性能,结果表明,当pH值=4时,产物为立方晶系纯相PbF2,上转换发光性能最佳。在980nm光激发下,样品发射源于Er^3＋离子^2H11/2→^4I15/2、^4S3/2→^4I15/2能级跃迁的绿光（520-570nm）和4F9/2→4I15/2能级跃迁的红光（650-680nm）。