【摘 要】
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以量子点(或纳米晶体)形式存在的卤化铅钙钛矿材料由于其具有独特的光学性质、高的光致发光量子产率和温和的合成条件,受到了材料科学家的广泛关注。由于这类材料具有合适的带隙(例如,α-CsPbI3量子点带隙为1.73eV),而且可在室温下通过简单的溶液法进行加工,容易成膜,使其在光电领域尤其是太阳能电池方向具有良好的应用前景。近年来采用α-CsPbI3或CsPbIxBr(3-x),量子点作为吸光层的太阳
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以量子点(或纳米晶体)形式存在的卤化铅钙钛矿材料由于其具有独特的光学性质、高的光致发光量子产率和温和的合成条件,受到了材料科学家的广泛关注。由于这类材料具有合适的带隙(例如,α-CsPbI3量子点带隙为1.73eV),而且可在室温下通过简单的溶液法进行加工,容易成膜,使其在光电领域尤其是太阳能电池方向具有良好的应用前景。近年来采用α-CsPbI3或CsPbIxBr(3-x),量子点作为吸光层的太阳能电池发展迅速。然而,α-CsPbX3量子点结构不稳定,在极性溶剂、光、氧和温度的作用下容易由性能优异的立方相转变成更稳定但性能差的斜方相结构。另外,α-CsPbI3钙钛矿量子点太阳能电池中,活性层α-CsPbI3薄膜间长链绝缘配体的存在影响电荷迁移,限制了吸光层的有效厚度,从而影响电池的吸光,并妨碍了电池性能的提高。基于上述背景,本论文主要开展了以下研究工作:1.首先利用热注射方法在不同温度下实现了α-CsPbI3量子点的合成,不同温度下的产物具有不同发射波长;然后合成CsPbBr3量子点并探索了有可能的包覆手段,通过外延生长的方法在CsPbBr3表面生长Cs4PbBr6壳层材料,生长的过程中通过添加异丙醇铝实现铝在壳层的掺杂并参与稳定量子点。2.制备了正向结构α-CsPbI3钙钛矿量子点太阳能电池。引入铌掺杂的二氧化钛阵列作为电子传输层取代传统的铌掺杂的二氧化钛平面结构,通过优化制备工艺调整阵列的高度为50nm,阵列结构具有增强光透过率、增强载流子收集的效果。基于此,我们获得了比基于平面结构的同类型量子点太阳能电池更高的器件效率。
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