论文部分内容阅读
钙钛矿材料是一类有着与钛酸钙(CaTiO3)相同晶体结构的材料,这种材料是在1839年被发现的。2009年,人工合成的二维有机-无机杂化钙钛矿材料被作为一种有前途的光学材料走进人们的视野。二维钙钛矿材料在太阳能电池领域中有着巨大的潜在应用。本论文的研究工作主要包括几个部分:1.运用再沉淀法制备了二维有机-无机钙钛矿(NH3(CH2)10NH3)PbBr4(C10PbBrPE),得到的粉末晶体在DMSO/H20的比例大于4/6的混合液中用270 nm激发时,在550 nm处可发射出荧光,并与罗丹明B在585 nm处的紫外吸收峰有重叠,可构成FRET体系,计算供体与受体之间的Forster半径是10.37 A。当向该溶液中加入Hg2+与罗丹明乙二胺(RhHB)时,发生了开环效应产生荧光响应。随着Hg2+浓度的升高,在585 nm处对应的RhHB-Hg2+的峰会逐渐升高,在550 nm处对应的C10PbBrPE的峰会逐渐降低,该FERT体系对Hg2+的检测限为 2.4 μM。2.通过共沉淀法合成了 CH3NH3PbBr3(MAPB)量子点,并用有机凝胶作为保护层与MAPB形成复合物以达到提高MAPB稳定性的目的,并探索了有机凝胶因子与MAPB形成复合物所需要的最适宜的温度、质量与溶剂。相关测试证明有机凝胶因子可通过自组装作用形成有机凝胶,并将MAPB量子点包裹起来,形成复合物MAPB-G3。对比MAPB量子点与MAPB-G3的荧光稳定性,测试结果显示:MAPB在7天内荧光强度减少70.3%,而MAPB-G3复合物荧光强度减少47%,说明MAPB量子点在凝胶的保护下可以提高稳定性。3.由于在相对湿度大于50%的条件下,钙钛矿太阳能电池的吸收层薄膜易发生分解,器件性能明显降低。为了提高钙钛矿电池的稳定性,分别采用MAPB与MAPB-G3作为钙钛矿吸收层,并制备出了钙钛矿太阳能电池(ITO/碳粉/ZnO/钙钛矿吸收层/PEDOT-PSSNa/ITO)。J-V测试表明,将电池置于湿度为60%的环境时,MAPB的电池的转换效率η在一周内由0.55%降至0.20%,在同样环境下MAPB-G3的电池转换效率η由0.54%降至0.22%,由此说明MAPB-G3用作钙钛矿吸收层可以有效地提高的太阳能电池的稳定性。