醋酸纤维素提高CsPbIBr2无机钙钛矿薄膜质量及其太阳能电池光电性能

由于具有适合的带隙和较高的稳定性,CsPbIBr₂无机钙钛矿被认为是一种较有前景的太阳能电池光吸收材料.但是目前报道的CsPbIBr₂钙钛矿太阳能电池效率还偏低,主要原因是制备的CsPbIBr₂钙钛矿膜质量差、缺陷多.本文通过将醋酸纤维素(CA)加入CsPbIBr₂钙钛矿前驱体溶液中改善CsPbIBr₂钙钛矿结晶过程,从而制备高质量的CsPbIBr₂钙钛矿膜.实验结果表明,CA中的C=O基团与前驱体溶液中的Pb²⁺间存在明显的相互作用,这种相互作用结合CA加入引起的前驱体溶液粘度增加,使CsPbIBr₂钙钛矿的结晶速率明显降低,从而制备了致密、结晶度高、晶粒尺寸大、晶界和缺陷少的高质量CsPbIBr₂钙钛矿膜.同时,CA的保护作用显著提高了CsPbIBr₂钙钛矿膜的稳定性.用碳材料层作为空穴传输层和背电极,制备结构为FTO/TiO₂/CsPbIBr...     

甲脒碘化铅单晶基钙钛矿太阳能电池的研究

近年来,CH(NH₂)₂PbI₃(FAPbI₃)由于其带隙接近理想值而受到了广泛关注,成为钙钛矿太阳能电池中最具吸引力的光电功能材料.然而由碘甲脒(FAI)和碘化铅(PbI₂)作为前驱体制备的传统钙钛矿层化学计量比不精准,缺陷密度大,稳定性差且结晶度较低,导致钙钛矿太阳能电池性能很难进一步提高.本文采用FAPbI₃单晶制备的钙钛矿薄膜具有高结晶度,高稳定性,精确的化学计量比和低缺陷密度.单晶钙钛矿薄膜的晶粒尺寸大,晶界少,导致晶界处缺陷较少,提高了钙钛矿太阳能电池的短路电流密度(J_SC)和开路电压(V_OC),使其光电转换效率有了大幅度的提高.本文为制备高稳定性、高结晶度和低缺陷密度的钙钛矿太阳能电池提供了一种有效策略.     

多步旋涂过程中CsPbBr3无机钙钛矿成膜机理

在无机钙钛矿太阳能电池的研究中,薄膜制备工艺是影响钙钛矿太阳能电池光电转换效率(PCE)的重要因素之一. CsPbBr₃钙钛矿作为稳定性极好的无机钙钛矿之一,因其前驱体盐(PbBr₂, CsBr)溶解度差异过大,通常采用多步法进行制备.而由于对成膜机理的认识不充分,导致制备的薄膜存在薄膜形貌差、前驱体反应不完全等问题.本文通过旋涂不同次数的CsBr溶液,探究了CsPbBr₃钙钛矿的成膜机理.成膜过程中CsBr扩散进入预先沉积的PbBr₂薄膜完成反应,短暂反应时间使薄膜深层反应不充分而薄膜表面过度反应,CsPb₂Br₅和Cs₄PbBr₆等相伴随CsPbBr₃钙钛矿出现,反复退火形成的薄膜阻挡CsBr扩散加剧了这一现象.适当地延长前驱体的反应时间,能为CsBr扩散及反应提供更充分的空间.基于优化反应时间, CsPbBr₃钙钛矿薄膜形貌得到改善、其晶粒尺寸得到提升,钙钛矿薄膜...     

铯掺杂提升反梯度结构二维(CMA)2MA8Pb9I28钙钛矿薄膜及太阳电池的性能

相对于3D钙钛矿材料,二维(2D)有机-无机杂化钙钛矿材料具有更好的稳定性.然而由于载流子输运性差, 2D钙钛矿太阳电池效率较低.为了提高2D钙钛矿太阳电池的效率,制备了铯掺杂的具有反梯度结构的二维(CMA)₂MA₈Pb₉I₂₈薄膜.研究结果发现:CsI掺杂能够改善(CMA)₂MA₈Pb₉I₂₈薄膜的形貌、增加晶粒尺寸、降低缺陷态密度,并且提高了(CMA)₂MA₈Pb₉I₂₈钙钛矿薄膜的热稳定性.最后, CsI掺杂浓度为10%时制备(CMA)₂MA₈Pb₉I₂₈钙钛矿太阳电池效率最高,达到了14.67%,相对于未掺杂的电池效率(10.06%)提高了45.8%.     

界面种子层修饰策略制备高性能CsPbIBr2光电探测器

在相对湿度低于90%(<90%RH)的大气环境下，通过界面种子层修饰策略，利用气动喷涂法制备出高结晶度、界面接触良好、结构稳定的CsPbIBr₂厚膜。界面种子层的引入对CsPbIBr₂厚膜的光学带隙(2.10～2.12 eV)没有太大的影响，但明显增强了其对光的吸收和发射，并且荧光寿命也明显延长(从0.95 ns到4.49 ns)。由此厚膜制备的二极管型光电探测器(p-n CsPbIBr₂-ITO)具有非常低的暗电流(5.70×10^-10 A)，并且展示出高效的光电探测性能：高开关比(1.8×10⁴)以及微秒级别的响应时间(上升时间和下降时间分别为9μs、13μs)。当未封装的CsPbIBr₂光电探测器处在<90%RH的大气环境下，其表现出强的抗水抗氧能力：储存60 d后，其仍能保持初始开关比的83%。所提方法为在大气环境下制备低成本、高性能、长效稳定的二极管型CsPbIBr₂光电探测器提供了一种有效的途径。     

低温制备SnO2电子传输层用于钙钛矿太阳能电池

SnO₂具有光稳定性优异、可低温溶液制备等优点被视为电子传输层的优异材料之一,广泛应用于高效稳定的平面异质结钙钛矿太阳能电池.本文在低温(150℃)下采用旋涂工艺制备SnO₂电子传输层,探究了SnO₂前驱体溶液不同浓度(SnO₂质量分数为2.5%—10.0%)下制备的SnO₂电子传输层对钙钛矿太阳能电池性能的影响.通过对SnO₂薄膜进行扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见光(UV-Vis)吸收光谱和透射光谱分析,发现基底的覆盖率、透光率和SnO₂薄膜的带隙随SnO₂前驱液浓度的增加而增大;通过对SnO₂/钙钛矿(MAPbI₃)薄膜进行SEM、UV-Vis、X-射线衍射(XRD)、稳态光致发光(PL)光谱分析,发现SnO₂胶体分散液浓度为7.5%制备的SnO₂层上沉积的MAPbI₃的粒径最大,结晶度最好,具...     

采用PEABr添加剂获得高效且稳定的碳基CsPbBr3太阳能电池

全无机CsPbBr₃钙钛矿材料因其本征稳定性好、成本低廉从而在光伏领域展现出巨大的应用潜力,但目前CsPbBr₃太阳能电池的光电转换效率仍远低于其他体系的钙钛矿太阳能电池.本文以无空穴传输层结构的碳基CsPbBr₃全无机钙钛矿电池作为研究对象,以多步旋涂法为基础,通过在PbBr₂(DMF)溶液中添加2-苯乙胺溴盐(PEABr)来调控CsPbBr₃薄膜的结晶质量,降低薄膜缺陷态密度,钝化晶粒间界,并对其中的关键工艺参数包括CsBr的用量(旋涂次数)、旋涂PbBr₂薄膜时的衬底预热温度以及退火温度进行了优化.最终在大气环境下获得了兼具稳定和高效的无空穴传输层结构的碳基CsPbBr₃太阳能电池,器件的光电转换效率达到8.25%,并在无封装条件下保存1500 h仍可保持90%以上的效率,对于进一步拓展CsPbBr₃钙钛矿电池的优化设计思路具有重要意义.     

化学溶液法制备的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3薄膜的光学性能

用化学溶液方法在宝石衬底及有LaNiO₃缓冲层的Pt/TiO₂/SiO₂/Si衬底上制备了92%Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-8%PbTiO₃(PMNT)薄膜，X射线衍射测试结果表明：在有LaNiO₃缓冲层的Pt/TiO₂/SiO₂/Si衬底上制备的PMNT薄膜几乎是纯钙钛矿相，且薄膜 关键词： PMNT薄膜 光学性能 化学溶液法     

钙钛矿薄膜气相制备的晶粒尺寸优化及高效光伏转换

钙钛矿薄膜的气相制备是一种极具潜力的工业化生产工艺,但薄膜的质量控制目前远落后于溶液制备法.本文通过建立PbI_2薄膜向钙钛矿薄膜完全转化过程中反应时间、晶粒尺寸与温度的关系,实现了薄膜的质量优化及大面积钙钛矿薄膜的制备,将薄膜的平均晶粒粒径从0.42μm优化到0.81μm.基于空间电荷限制电流模型对缺陷密度的研究显示,钙钛矿薄膜的缺陷密度由5.90×10~(16)cm~(–3)降低到2.66×10~(16)cm~(–3).光伏器件(FTO/TiO_2/C_(60)/MAPbI_3/spiro-OMeTAD/Au结构)测试显示,面积为0.045cm~2器件的平均光电转换效率从14.00%提升到17.42%,最佳光电转换效率达到17.80%,迟滞因子减小至4.04%.同时,基于180℃制备的1cm~2器件的光电转换效率达到13.17%.     

复合薄膜NiFe2 O4-BiFeO3 中的磁电耦合

采用化学溶液沉积法(CSD)在Au/Ti/SiO₂/Si衬底上通过自组装生长制备了BiFeO₃-NiFe₂O₄ (BFO-NFO)多铁性复合薄膜.X射线衍射图谱(XRD)显示形成了分离的钙钛矿结构的铁电相BFO和尖晶石结构的铁磁相NFO. NFO的引入导致复合薄膜的泄漏电流减小,剩余极化强度增加.相比于纯BFO薄膜,0.25NFO-0.75BFO样品泄漏电流下降了约两个数量级,剩余极化强度( M _{关键词： 多铁性复合薄膜 磁电耦合 铁电性 铁磁性}     

溶胶-凝胶法制备的Ba0.8Sr0.2TiO3薄膜的结构及铁电性质研究

采用0.05mol/L的前驱体溶液,利用溶胶-凝胶法成功制备了室温下具有优良铁电性质的Ba_0.8Sr_0.2TiO₃ (BST)薄膜.X射线衍射分析表明,制得的BST薄膜室温下呈四方相,场发射扫描电子显微观测显示BST薄膜表面平整、致密、无裂纹出现,薄膜晶粒呈柱状结构、尺寸在150nm左右.电学测量表明制备的BST薄膜室温下具有优良的铁电性能.薄膜的剩余极化P_r约为35μC/cm²,矫顽电场E关键词：     

Bi3.15Eu0.85Ti3O12铁电薄膜的结构与光学性能

采用化学溶液沉积法在石英衬底上制备了Bi_3.15Eu_0.85Ti₃O₁₂ (BEuT) 铁电薄膜,研究了 BEuT薄膜的结构和光学性能。XRD结果表明,不同温度退火的BEuT皆形成铋层状钙钛矿型结构,其晶粒尺寸随着退火温度的升高而增大,与SEM观察结果一致。对BEuT薄膜的拉曼光谱研究表明,Eu³⁺主要取代钙钛矿层中的Bi³⁺位。光学透过率曲线显示,在大于500 nm的波段,各BEuT薄膜的透过率均比较高,其禁带宽度约为 3.69 eV。BEuT薄膜的发光随着退火温度的升高而增强,这可归因于其结晶状况的改善。     

不同衬底上Pb(Zr0.52Ti0.48)O3择优取向铁电薄膜的制备和研究

通过MOD法在Si(100)和Pt(111)/Ti/SiO₂/Si基片上制备出LaNiO₃ ( LNO)薄膜.再通过修 正的Sol-gel法，在Pt(111)/Ti/SiO₂/Si,LNO/Si(100)和LNO/Pt/Ti/SiO_{2< /sub>/Si三种衬底上 制备出具有择优取向的Pb(Zr0.52Ti0.48)O3铁电薄膜. 经XRD分析表明，L NO薄膜具有(100)择优取向的类钙钛矿结构；PZT薄膜均具有钙钛矿结构，且在Pt(111)/Ti/S iO2/Si衬底上的薄膜以(110)择优取向，在LNO/Pt/Ti/SiO2/Si和LN O/Si(100)衬底上的 薄膜以(100)择优取向.经场发射SEM分析和介电、铁电性能测试表明，在LNO/Si和LNO/Pt/Ti /SiO2/Si衬底上的PZT薄膜的平均粒径、介电常数以及剩余极化强度均比以Pt/T i/SiO2/Si为衬底的薄膜大. 关键词： 3}薄膜')" href="#">LaNiO₃薄膜 PZT铁电薄膜 择优取向 剩余极化强度     

Fe(NH2trz)3·(BF4)2掺杂聚芴的有机电致发光器件

对于RGB有机电致发光器件(OLEDs),蓝光非常重要.在现有各种蓝光材料中,聚芴(PFO)非常稳定且荧光量子效率可达80%,但它有一个非常大的缺点:电致发光会产生异常绿光带.这严重影响了PFO相关器件的饱和色纯度.本文使用分子基磁性材料Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂掺杂PFO方法,解决了这一难题.以ITO为衬底,制作了结构为ITO/PEDOT:PSS/PFO:Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂/CsCl/Al的器件.报道了利用Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂特殊的电子自旋态调制PFO的光电特性,实现了PFO的强烈纯正蓝光发射.详细研究了Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂对PFO光电特性的影响.在4 V至9 V电压的偏置下,没有Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂的器件,发出特别异常的绿光.然而,与此形成明显对照的是:Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂掺杂的器件发出强烈的本征蓝光;PFO绿色发光带被成功压制;随着电压的变化,器件光谱的蓝光部分在整个EL谱所占比例没有改变.运用光电磁一体化测量技术,进一步研究了PFO掺杂Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂器件的磁发光(MEL)和磁电导(MC)效应.发现PFO:Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂和纯PFO薄膜内都没有激基缔合物产生.运用发光动力学理论,分析了Fe(NH₂trz)₃·(BF₄)₂阻断PFO异常绿光发射的机理.     

ZnO薄膜的掺杂特性

通过MOCVD方法生长的ZnO薄膜一般为富锌生长,呈n型电导,要想得到高阻或低阻p-ZnO薄膜需要对其进行掺杂施主或受主杂质.主要研究在生长过程中通过NH₃对ZnO薄膜进行氮掺杂的情况,利用优化生长条件,即生长温度为610℃,Ar气(携带DEZn)流量为4sccm,O₂流量为120sccm,N₂流量为600sccm,得到在NH₃流量为80sccm时生长样品的结晶质量最高,在掺杂薄膜中NH₃流量高于或低于80sccm时,样品的表面形貌都将变差,只有在80sccm时表面粗糙度最低晶粒最小,表明该流量下获得的样品表面较光滑致密.所以80sccmNH₃流量为在R面蓝宝石上生长<110>取向ZnO薄膜的最佳掺杂流量.Hall测量结果表明,NH₃流量为50sccm的样品电导呈弱p型,电阻率为102Ω·cm,空穴载流子浓度为+1.69×10¹⁶cm^-3,迁移率为3.6cm²·V^-1·s^-1;当NH₃流量增加时样品的电导呈n型,电阻率最高达10⁸Ω·cm,我们认为与进入ZnO薄膜的H的量有关,并对其变化机理进行了详细的分析.     

磁控共溅射法制备的Zn2GeO4多晶薄膜结构及其光致发光研究

用射频磁控共溅射方法在不同温度的单晶硅基片上生长薄膜,然后在800℃真空环境下对薄膜进行退火处理,成功获得了结晶状态良好的Zn₂GeO₄多晶薄膜.利用X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)对薄膜进行了结构、成分和形貌分析,研究了基片温度对三者的影响. 结果显示,当基片温度升高到400℃以上时,薄膜中的Zn₂GeO₄晶粒在(220)方向上显示出了明显的择优取向. 当基片温度在500—600℃范围内,有利于GeO₂结晶相的形成. XPS显示薄膜中存在着Zn₂GeO₄,GeO₂,GeO,ZnO四种化合态. 同时,随着基片温度的升高,晶粒尺寸增大且薄膜表面趋于平整. 薄膜的光致发光在绿光带存在中心波长为530和550nm两个峰,应该归因于主体材料Zn₂GeO₄中两个不同的Ge²⁺的发光中心. 关键词： 射频磁控溅射 2GeO₄')" href="#">Zn₂GeO₄ 荧光体     

不同氮源制备CNx纳米管薄膜及其低场致电子发射性能

采用高温热解法，分别以氯化铵(NH₄Cl)和乙二胺(C₂H₈N₂)为氮源在洁净的硅片上沉积生长CN_x纳米管薄膜.利用扫描电子显微镜、高分辨率透射电子显微镜和拉曼光谱对CN_x纳米管进行形貌观察和表征.结果显示不同氮源制备出的CN_x纳米管薄膜的洁净度、有序度以及纳米管的结构明显不同.热解乙二胺(C₂H₈N₂)/二茂铁(C₁₀H₁₀Fe)制备出的结晶度较低的“竹节状” 结构CN_x纳米管平行基底表面有序生长，而且低场致电子发射性能优越,开启电场1.0V/μm，外加电场达到2.89V/μm时发射电流密度为860μA/cm². 关键词： x纳米管')" href="#">CN_x纳米管 高温热解 “竹节状”结构 场致发射     

γ-LiAlO2上非极性ZnO薄膜制备及其光谱性质研究

利用激光脉冲沉积(PLD)技术在(302)γ-LiAlO₂衬底上成功生长了非极性的a面(1120) ZnO薄膜. 衬底温度为350℃时，薄膜是混合取向(a向和c向)，以c面ZnO为主，且晶粒尺寸分布很宽；提高温度达500℃，薄膜变为单一的(1120)取向，摇摆曲线半高宽0.65°，晶粒尺寸分布趋窄，利用偏振透射谱可以明显看出其面内的各向异性. 衬底温度650℃下制备的样品晶粒继续长大，虽然摇摆曲线半高宽变大，但光致发光谱(PL)带边发射峰半高宽仅为105meV，比在350℃，500℃下制备的样品小1/5. 关键词： 非极性ZnO 2')" href="#">γ-LiAlO₂ PLD 透射谱     

锆钛酸铅双层膜的铁电及光学特性研究

采用化学溶液沉积法在LaNiO₃涂布的硅晶片上制备了高度(100)择优取向,表面均匀、平整、致密无裂纹的PbZr_0.5Ti_0.5O₃/PbZr_0.4Ti_0.6O₃双层膜. 双层膜具有单一的钙钛矿相,同时拥有良好的铁电性能,剩余极化强度高达64μC/cm²,平均矫顽场仅为43.6kV/cm. 棱镜-薄膜耦合实验结果表明PbZr_{关键词： 铁电薄膜 平板光波导 锆钛酸铅 棱镜-薄膜耦合}     

金属Pd薄膜的超临界流体沉积制备及其结构表征

用超临界流体化学沉积法以有机金属化合物为前驱物制备金属单质薄膜.超临界CO₂为溶剂,六氟乙酰丙酮钯(Pd(Ⅱ)(hfac)₂)为前驱物,在温度为100 ℃、压力为12-18 MPa、反应时间为10-20 h的条件下,经过H₂气催化还原在单晶Si片上制备金属Pd薄膜,薄膜均匀且连续,厚度为0.3-1.5 μm.经X射线光电子能谱和X射线衍射谱分析可知,沉积的薄膜为金属Pd单质晶体结构.扫描电子显微镜研究结果表明,沉积压力对薄膜的晶粒尺寸有很大 关键词： 超临界流体沉积 金属Pd薄膜 2气')" href="#">H₂气 柱腔