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化工学报 2017年第3期68卷 811-820页

作者：陈超杨修春刘巍同济大学材料科学与工程学院上海201804 先进土木工程材料教育部重点实验室(同济大学) 上海201804

有机-无机杂化钙钛矿材料不仅具有较高的光吸收能力和载流子迁移率,同时具有双极性特征以及合成方法简单等优点,目前已成为最有发展前途的太阳能电池材料,其光电转化效率在7年内从3.8%迅速提升到20%以上,并有进一步提高的空间。简单介... 详细信息

有机-无机杂化钙钛矿材料不仅具有较高的光吸收能力和载流子迁移率,同时具有双极性特征以及合成方法简单等优点,目前已成为最有发展前途的太阳能电池材料,其光电转化效率在7年内从3.8%迅速提升到20%以上,并有进一步提高的空间。简单介绍了钙钛矿材料的结构与性质,综述了钙钛矿太阳能电池的研究进展,指出了目前电池发展中亟需解决的问题及未来的发展方向。

关键词：有机-无机杂化钙钛矿太阳能复合材料介孔结构平面异质结

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有机-无机杂化钙钛矿中的自旋输运和磁场效应

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发光学报 2020年第7期41卷 753-769页

作者：潘睿亨汤仙童李金鹏于浩淼胡斌王恺北京交通大学理学院光电子技术研究所发光与光信息教育部重点实验室北京100044 西南大学物理科学与技术学院发光与实时分析教育部重点实验室重庆400715 美国田纳西大学材料科学与工程系田纳西州诺克斯维尔37996

有机-无机杂化钙钛矿(OIHPs)是现阶段较为新颖的光电子材料之一,已被广泛地应用于太阳能电池和发光领域。然而,该类材料已被证实具有较强的自旋轨道耦合和Rashba效应,并且具备较高的载流子迁移率和消光系数。因此,这为实现自旋注入和自... 详细信息

有机-无机杂化钙钛矿(OIHPs)是现阶段较为新颖的光电子材料之一,已被广泛地应用于太阳能电池和发光领域。然而,该类材料已被证实具有较强的自旋轨道耦合和Rashba效应,并且具备较高的载流子迁移率和消光系数。因此,这为实现自旋注入和自旋调控提供了重要依据。本文从三个方面对有机-无机杂化钙钛矿的自旋光电子学展开论述,首先是自旋极化电子在钙钛矿自旋器件中的输运研究以及铁磁-钙钛矿自旋界面研究;其次,是该材料在激发态下的磁场效应研究;最后,就钙钛矿自旋光电子学未来发展进行了探讨和评论。

关键词：有机-无机杂化钙钛矿 Rashba效应自旋输运自旋界面磁场效应

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有机—无机杂化钙钛矿的光学特性研究

有机—无机杂化钙钛矿的光学特性研究

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作者：孔伟光浙江大学

学位级别：博士

近几年来,有机-无机杂化钙钛矿材料在太阳电池领域受到了广泛的关注,人们已对钙钛矿太阳电池的制备工艺、器件结构等做了大量的研究,钙钛矿太阳电池的转换效率已接近20%。然而,目前对CH3NH3PbI3 （MAPbI3）钙钛矿材料的基本物理性质的... 详细信息

近几年来,有机-无机杂化钙钛矿材料在太阳电池领域受到了广泛的关注,人们已对钙钛矿太阳电池的制备工艺、器件结构等做了大量的研究,钙钛矿太阳电池的转换效率已接近20%。然而,目前对CH3NH3PbI3 （MAPbI3）钙钛矿材料的基本物理性质的研究相对较少,MAPbI3的许多材料特性的微观机制依然不够清楚。首先,MAPbI3在低温结构相变温度附近表现出一个异常的荧光特性,其内在的物理机制依然存在争议。其次,稳定性是MAPbI3材料在光电器件应用中面临的一大挑战。已有的报道表明氧气和光催化可以加速MAPbI3分解为Pbl2,然而其内在的物理机理还需要进一步研究。最后,本征缺陷对MAPbI3太阳电池的载流子输运特性和电荷磁滞效应具有重要影响,最近的研究结果表明,MAPbI3的缺陷态与MAPbI3的生长条件密切相关,而目前对MAPbI3缺陷的研究并没有考虑MAPbI3的生长条件的影响。因此,研究不同生长条件制备的MAPbI3才能更系统和深入地认识和理解MAPbI3的缺陷特性。本研究工作取得了以下三方面的创新成果：（1）采用TRPL和变激发功率荧光光谱并结合变温XRD表征,揭示了MAPbI3在低温相变温度附近的发光机理及晶体结构演变过程。对MAPbI3在不同温度范围的两个荧光峰的物理机制进行了指认,在150-120K,MAPbI3的两个荧光峰分别来自于具有不同带隙的正交相与四方相晶体的叠加;当温度低于120K,MAPbI3的荧光以给体-受体对复合发光为主导。（2）利用拉曼散射光谱研究了MAPbI3在不同大气环境和不同激发功率条件下的演变过程,发现MAPbI3晶体在光催化作用下可以显著增强表面的氧吸附,测得的拉曼光谱与PbO相类似。通过X射线光电子谱（XPS）、变激发功率拉曼散射光谱和光致发光谱（PL）相结合的表征,我们发现MAPbI3表面的氧吸附可以通过降低气压从MAPbI3中脱附,从而恢复到MAPbI3原先的状态。利用这一特性,可以制造基于MAPbI3的氧探测器件。（3）通过改进连续沉积技术,制备了表面富碘和缺碘的MAPbI3样品。利用TRPL表征技术发现,富集的碘会在MAPbI3表面形成载流子复合中心,而碘的空位则引入浅能级缺陷态。进一步研究表明,MAPbI3表面的载流子复合中心可以通过PMMA来钝化,PMMA钝化可以显著改善MAPbI3的荧光特性。研究表明MAPbI3的表面态对其光电性质具有重要的影响。

关键词：有机-无机杂化钙钛矿相变稳定性表面缺陷

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有机—无机杂化钙钛矿铁电多功能材料及锡基钙钛矿太阳能电池的制备与研究

有机—无机杂化钙钛矿铁电多功能材料及锡基钙钛矿太阳能电池的制...

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作者：廖伟强东南大学

学位级别：博士

有机-无机杂化钙钛矿材料能够在分子水平上结合有机组分和无机组分各自的性能优势,具有优异的性能和广阔的应用前景,受到广泛的研究。特别是近几年三维ABX3金属卤素化合物钙钛矿作为吸光层在太阳能电池领域的成功应用使得有机-无机杂化... 详细信息

有机-无机杂化钙钛矿材料能够在分子水平上结合有机组分和无机组分各自的性能优势,具有优异的性能和广阔的应用前景,受到广泛的研究。特别是近几年三维ABX3金属卤素化合物钙钛矿作为吸光层在太阳能电池领域的成功应用使得有机-无机杂化钙钛矿越来越受关注。有机-无机杂化钙钛矿结构中的有机阳离子由于处在无机阴离子框架形成的空隙中,其动力学状态容易随着外界温度变化,可以引起铁电相变,是潜在的分子基铁电材料。通过构建不同特性的无机阴离子框架,有机-无机杂化钙钛矿能在分子水平实现铁电性质与磁性、光致发光性质、半导体性质等的结合。在过去几年,铅卤钙钛矿太阳能电池能量转换效率(PCE)从3.8%提高到22.1%,但环境更友好的锡基钙钛矿太阳能电池发展却比较缓慢,特别是无铅锡基钙钛矿太阳能电池和低带隙、低含铅量的锡铅掺杂钙钛矿太阳能电池PCE未得到提高,至今还很低。基于有机-无机杂化钙钛矿,本论文合成了两个发光铁电材料[C4H8NH2][MrnCl3]和[C4H8NH2][MnBr3](C4H8NH2+为吡咯烷阳离子)以及合成了铁电半导体[C6H5CH2NH3]2[PbCl4](C6H5CH2NH3+苄胺阳离子)和[C[A]2[P2Br4-4xI4x](x=0、0.1125、0.175,CHA为环已胺阳离子)。另外,本论文中FASnI3(FA为甲脒阳离子)无铅锡基钙钛矿太阳能电池和(FASnI3)0.6(MAPbI3)0.4(MA为甲胺阳离子)锡铅掺杂钙钛矿太阳能电池PCE分别可以达到6.22%和15.08%。本论文主要研究内容如下:(1)第二章,[C4H8NH2][MnCl3]在 295K 发生了铁电相变,饱和极化为 5.5μC/cm2。[C4H8NH2][MnBr3]在219K发生了一个类似的铁电相变,饱和极化可以达到6μC/cm2。铁电性都来源于结构中[C4H8NH2]+的重新取向。在紫外灯下,两者都发出强的红光。光致发光光谱都在640 nm附近有一个强的红光发射峰,[C4H8NH2][MnCl3]和[C4H8NH2][MnBr3]的光致发光量子产率分别为56.7%和28.5%。同时[C4H8NH2][MnBr3]还表现出弱的铁磁性。(2)第三章,[C6H5CH2NH3]2[PbCl4]的铁电相变点在438K,饱和极化达到13μC/cm2。铁电性是由结构中的[C6H5CH2NH3]+的重新取向引起的。此外[C6H5CH2NH3]2[PbCl4]是个直接带隙半导体,带隙为3.65eV。[CHA]2[PbBr4]在367K发生了铁电相变,饱和极化达到5.8μC/cm2。[CHA]2[PbBr4-4XI4x](x = 0、0.1125、0.175)具有类似的结构和铁电性质。铁电性质都来源于CHA阳离子的重新取向。[CHA]2[PbBr4-4xI4x](x = 0、0.1125、0.175)都为直接带隙半导体,带隙可以在3.05-2.74eV之间调控并且保持良好的铁电性质。(3)第四章,通过在FASnI3钙钛矿前驱液中加入与钙钛矿的摩尔比为10%的SnF2,以乙醚作为反溶剂,用一步旋涂法制备到了高质量的FASnI3钙钛矿薄膜。采用简单的反型平面异质结电池结构 ITO(indium tin oxide)/PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonate)/FASnI3/C60(fullerene)/BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-l,10-phenanthroline)/Ag,成功的将无铅锡基钙钛矿太阳能电池PCE提高到6.22%。(4)第5章,将FASnI3钙钛矿前驱液和MAPbI3钙钛矿前驱液按一定摩尔比进行混合,通过在一步旋涂法中用乙醚作为反溶剂萃取,得到带隙约为1.2 eV的高质量(FASnI3)0.6(MAPbI3)0.4锡铅掺杂钙钛矿薄膜。采用简单的反型平面异质结电池结构ITO/PEDOT:PSS/(FASnI3)0.6(MAPbI3)0.4/C60/BCP/Ag,成功的将低带隙锡铅掺杂钙钛矿太阳能电池的PCE突破到15.08%。

关键词：有机-无机杂化钙钛矿铁电光致发光半导体锡基钙钛矿太阳能电池

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有机-无机杂化钙钛矿微纳单晶的可控制备、阵列化组装及其光电探测器的研究

有机-无机杂化钙钛矿微纳单晶的可控制备、阵列化组装及其光电探...

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作者：徐秀真苏州大学

学位级别：博士

有机-无机杂化钙钛矿微纳单晶的制备过程可控性差,导致晶体结晶质量差,生长位置随机,形貌多样,严重限制了其在高性能、大面积光电探测器中的应用。针对上述问题,本论文开展了以下几个工作:1.利用一步浸涂法制备钙钛矿纳米颗粒/有机半导... 详细信息

有机-无机杂化钙钛矿微纳单晶的制备过程可控性差,导致晶体结晶质量差,生长位置随机,形貌多样,严重限制了其在高性能、大面积光电探测器中的应用。针对上述问题,本论文开展了以下几个工作:1.利用一步浸涂法制备钙钛矿纳米颗粒/有机半导体单晶复合结构,实现钙钛矿纳米颗粒的可控制备和定位分布,并将钙钛矿微纳单晶的应用领域拓展至双波段光电探测器。在实验中,首先利用溶剂交换法制备出尺寸可调的CH3NH3PbI3纳米颗粒,然后利用浸涂法将纳米颗粒均匀地定位分散在有机半导体单晶微米带表面,形成钙钛矿纳米颗粒/有机半导体单晶复合结构。该复合结构之间是物理结合,可以吸收紫外-可见两个波段的光,其光电探测器在252-780 nm的双波段光谱范围内光响应度高达1.72 × 104 A/W。此外,我们还构筑了 10 × 10像素点的光电探测器阵列,并展示了集成电路在安全通信中的应用。钙钛矿纳米颗粒/有机半导体单晶复合结构的成功制备,为实现钙钛矿微纳单晶在双波段光电探测器中的应用开辟了道路。2.利用不良溶剂饱和蒸汽辅助结晶法制备具有高稳定性的钙钦矿单晶纳米线,提高了光电探测器的稳定性。CH3NH3Pbl3单晶纳米线在充满不良溶剂饱和蒸汽的密闭容器中结晶,不良溶剂饱和蒸汽不仅可以促进钙钛矿分子成核析出,而且为纳米线的生长提供保护环境。CH3NH3PbI3单晶纳米线的结晶度高,缺陷密度低,其光电探测器的光响应度高达460 A/W,比探测率高达2.6 × 1013 Jones,响应时间达亚毫秒级,在同类器件中处于较高水平。此外,器件具有超长的空气稳定性,性能在45天内没有明显衰减。我们用开尔文探针力显微镜研究了纳米线中载流子的分离和传输效率。钙钛矿单晶纳米线的成功制备,显著提高了钙钛矿微纳单晶光电探测器的稳定性。3.利用刮涂法在柔性基底上制备大面积钙钛矿单晶微米线阵列,并用于构筑柔性图像传感器。在刮涂过程中利用刮刀与基底之间形成的弯液面辅助自组装,得到大面积、高集成CH3NH3PbI3单晶微米线阵列。我们借助微区光电流扫描技术研究了阵列的光电性质,在扫描范围内,阵列具有均匀的光电流,为高分辨图像传感器的构筑奠定了材料基础。基于CH3NH3Pbl3单晶微米线阵列的光电探测器表现出优异的性能,理想线性动态范围高达144 dB,光响应度为13.57 A/W,比探测率为5.25 × 1012 Jones。此外,器件具有良好的弯曲稳定性,弯曲次数高达100000次。柔性图像传感器可在不同弯曲方向下工作,均表现出超高的分辨率。大面积、高集成钙钛矿单晶微米线阵列在柔性基底上的成功制备,实现了钙钛矿微纳单晶在柔性光电探测器中的应用,促进了光电探测器集成化、小型化和轻量化的发展。4.利用微沟道限域结晶法制备大面积、高度有序钙钛矿单晶微米线阵列,并用于构筑可寻址图像传感器。该策略以周期性SU-8光刻胶条组成的微沟道为模板,通过刮涂过程实现。微沟道可以有效抑制溶液的横向流动,同时减小三相接触线的距离,降低成核密度,从而使钙钛矿分子沿微沟道方向不断组装成CH3NH3Pbl3单晶微米线阵列。所得阵列晶体取向高度一致,光电性质高度均匀。此外,由于微沟道模板的存在,该阵列可用于构筑叠层结构光电探测器,器件的光响应度高达6.66 × 103 A/W,比探测率高达6.85 × 1012 Jones,线性动态范围为88 dB。利用高性能的叠层结构光电探测器阵列,我们构筑了 10 × 10像素点的高分辨、可寻址图像传感器。大面积、高度有序钙钛矿单晶微米线阵列的成功制备,为钙钛矿微纳单晶在高性能、可寻址光电探测器集成电路中的应用提供了可能。

关键词：有机-无机杂化钙钛矿微纳单晶阵列光电探测器图像传感器

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有机-无机杂化钙钛矿光电子器件的钝化技术研究进展(续)

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半导体技术 2019年第11期44卷 825-830页

作者：车韬李国辉冀婷郝玉英崔艳霞太原理工大学物理与光电工程学院新型传感器与智能控制教育部重点实验室

3从分子层面设计稳定钙钛矿薄膜虽然封装已被证明是一种有效的提高钙钛矿光电子器件寿命的方法,但它是一种后处理方法,在封装之前仍会发生材料降解。因此,寻找解决钙钛矿制作阶段稳定性问题的新策略至关重要。通过使用化学添加剂修饰界... 详细信息

3从分子层面设计稳定钙钛矿薄膜虽然封装已被证明是一种有效的提高钙钛矿光电子器件寿命的方法,但它是一种后处理方法,在封装之前仍会发生材料降解。因此,寻找解决钙钛矿制作阶段稳定性问题的新策略至关重要。通过使用化学添加剂修饰界面,与钙钛矿材料反应生成稳定的氢键或疏水性官能团,使钙钛矿自身稳定性得到了改善。

关键词：钙钛矿薄膜光电转换效率 SCN 光电子器件有机-无机杂化钙钛矿太阳电池

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CH_(3)NH_(3)多聚体的形成对有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池性能的影响

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物理学报 2021年第16期70卷 356-362页

作者：张翱张春秀张春梅田益民闫君孟涛北京印刷学院基础部北京102600 北京交通大学理学院微纳材料及应用研究所北京100044

采用第一性原理在MP2/aug-cc-PVTZ水平下优化得到CH_(3)NH_(3)多聚体的几何构型,发现多聚体中CH_(3)NH_(3)沿C-N轴取向,多聚体随着CH_(3)NH_(3)数量增加有收缩趋势,这有利于无机框架的结构稳定,多聚体的总偶极矩随着CH_(3)NH_(3)数量线... 详细信息

采用第一性原理在MP2/aug-cc-PVTZ水平下优化得到CH_(3)NH_(3)多聚体的几何构型,发现多聚体中CH_(3)NH_(3)沿C-N轴取向,多聚体随着CH_(3)NH_(3)数量增加有收缩趋势,这有利于无机框架的结构稳定,多聚体的总偶极矩随着CH_(3)NH_(3)数量线性增加,这导致了CH_(3)NH_(3)PbI_(3)异质结的强极化.CH_(3)NH_(3)多聚体中未配对电子分布在每个CH_(3)NH_(3)的NH_(3-)端,轨道能量在-4.4—-3.2 eV之间.计算静电势矢量场发现CH_(3)NH_(3)~+具有强亲电性,NH_(3-)端比CH_(3-)端有更强的亲电性,CH_(3)NH_(3)单体和CH_(3)NH_(3)多聚体具有弱亲电性和亲核性,CH_(3)NH_(3)多聚体的形成有效地减少CH_(3)NH_(3)与无机[PbI_(3)]-框架之间的非谐振声子振动模式,这有利于提高CH_(3)NH_(3)PbI_(3)异质结中载流子传输.电场作用下CH_(3)NH_(3)五聚体中未配对电子通过量子跃迁机制沿着C-N轴发生转移,施加不同方向电场电子的转移效率是不一样的,转移电子数量随着电场强度增加而增加,通过这样的跃迁机制在外电场作用下电子很容易注入CH_(3)NH_(3)PbI_(3)形成CH_(3)NH_(3)多聚体.这些计算结果将有助于更深刻地理解有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池高光电转换效率的根源.

关键词：有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池第一性原理计算

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有机-无机杂化钙钛矿材料光致发光性能的研究

有机-无机杂化钙钛矿材料光致发光性能的研究

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作者：王亚楠中国科学院大学

学位级别：博士

有机-无机杂化钙钛矿材料(CH3NH3PbX3，X=Cl，Br，I)是近几年发展起来的新型光电半导体材料。由于其具有低成本、载流子迁移率高、光吸收系数大、荧光量子产率高、电致发光和光致发光效率高、光谱纯等特点，在太阳能电池领域和发光领域... 详细信息

有机-无机杂化钙钛矿材料(CH3NH3PbX3，X=Cl，Br，I)是近几年发展起来的新型光电半导体材料。由于其具有低成本、载流子迁移率高、光吸收系数大、荧光量子产率高、电致发光和光致发光效率高、光谱纯等特点，在太阳能电池领域和发光领域都有非常优异的表现。本论文主要围绕有机-无机杂化钙钛矿材料发光性能展开，制备了有机无机杂化钙钛矿纳米晶体颗粒和有机-无机杂化钙钛矿-聚合物复合膜及单晶颗粒，并对其结构、光致发光性质、稳定性等进行了研究。主要研究如下:\n 1.醋酸铅作为铅源合成CH3NH3PbBr3-xClx(CH3NH3=MA)纳米颗粒\n 为了解决PbCl2溶解度低的问题，采用溶解度比较高的Pb(Ac)2作为钙钛矿的铅源合成有机-无机杂化钙钛矿MAPbBr3-xClx纳米晶体颗粒。并且采用有机配体（油酸和辛胺）辅助的方法制备钙钛矿纳米颗粒。有机辅助配体能够影响钙钛矿纳米晶体颗粒的形成。研究发现少量辛胺作为有机辅助配体能够有效地调控MAPbBr3-xClx纳米晶体颗粒的大小。所制备的MAPbBr3-xClx纳米晶体颗粒的平均尺寸在12nm左右，粒径均一，均匀分散在甲苯等非良性溶剂中。通过改变MAPbBr3-xClx纳米颗粒中Cl和Br的比例，荧光光谱可以从399nm调控到527nm。所有荧光光谱半峰宽在20nm左右，具有高的光谱纯度。在MAPbBr3-xClx纳米颗粒中，其中MAPbBr3的荧光量子产率高达73％，荧光寿命83ns，说明它具有比较低的复合速率。\n 2.有机-无机杂化钙钛矿-聚合物复合膜的制备及其应用\n 将钙钛矿前驱体溶液旋涂到高分子聚合物基底上，获得了一系列具有超强稳定性的高亮度的有机-无机杂化钙钛矿-高分子聚合物复合膜。该方法简单、普适，适用于PS、PC、ABS、CA、PVC等聚合物基底。该方法巧妙地利用高分子聚合物的溶胀-消溶胀效应，将钙钛矿前驱体溶液渗透扩散进入聚合物薄膜内，获得了微尺度封装隔离的钙钛矿纳米颗粒，使得钙钛矿表面缺陷大大减少，钙钛矿-聚合物复合膜的荧光量子产率高达48％，荧光光谱半峰宽低至18nm，荧光寿命长达～502ns。该方法制作的复合膜具有超强的稳定性，其中四种高分子聚合物制备的钙钛矿-复合膜可以在水中放置两个月以上而发光强度没有明显改变。有机-无机杂化钙钛矿-聚合物复合膜绿光结合红光CdSe量子点复合膜，可以达到95％Rec2020（超高清显示系统标准）的超宽色域背光。\n 3.有机-无机杂化钙钛矿晶体的制备\n 采用将钙钛矿的不良溶剂（乙酸乙酯，异丙醇，甲苯）加到良溶剂中（N\'N-二甲基甲酰胺，DMF，γ-丁内酯，GBA）的简单方法，制备钙钛矿前驱体低浓度的过饱和溶液放置结晶，析出平均粒径～2mm，最大粒径～5mm的晶体。单晶XRD数据表明，制备的MAPbI3和MAPbBr3为单晶。55℃下制备的MAPbI3单晶属于四方晶系，MAPbBr3单晶属于立方晶系。采用光电导研究晶体内的载流子扩散长度，单晶的载流子扩散长度大于多晶薄膜的载流子扩散长度，单晶比多晶具有更好的稳定性。

关键词：光电半导体材料有机-无机杂化钙钛矿纳米颗粒复合膜单晶颗粒制备工艺光致发光性能

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基于有机小分子和有机-无机杂化钙钛矿复合发光层的白光PeLED

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科学通报 2017年第24期62卷 2780-2787页

作者：熊自阳高春红王治强马兴娟熊祖洪陈平西南大学物理科学与技术学院发光与实时分析教育部重点实验室重庆400715

由于优越的光电特性和溶液加工特性,有机-无机杂化钙钛矿材料在发光显示领域展示出极大的应用前景.近两年,有机-无机杂化钙钛矿电致发光器件(Pe LED)得到了快速发展,电致发光效率已经达到了传统有机电致发光器件(OLED)的水平.由于白光... 详细信息

由于优越的光电特性和溶液加工特性,有机-无机杂化钙钛矿材料在发光显示领域展示出极大的应用前景.近两年,有机-无机杂化钙钛矿电致发光器件(Pe LED)得到了快速发展,电致发光效率已经达到了传统有机电致发光器件(OLED)的水平.由于白光是显示和照明领域的最主要光源,因此开发白光Pe LED具有重要的科学和商业价值.本文报道了以有机小分子1,3-bis(9-carbazolyl)benzene(m CP)和有机-无机杂化钙钛矿CH3NH3Pb Br3混合膜作为发光层的一种新型白光Pe LED.首先,通过一步旋涂工艺得到了均匀致密、覆盖度较高的m CP:CH3NH3Pb Br3晶体薄膜.然后以m CP:CH3NH3Pb Br3膜作为发光层的白光Pe LED(器件结构为ITO/PEDOT:PSS/m CP:CH3NH3Pb Br3/tri(1-phenyl-1H-benzo[d]imidazol-2-yl)phenyl(TPBI)/Li F/Al),器件的启亮电压为~3.2 V,最大亮度为~170 cd/m2,电致发光效率为~0.15 cd/A.当偏压为7 V时,Pe LED的CIE色坐标达到了(0.32,0.31),得到了理想的白光.该白光Pe LED基本达到了工业化的要求,同时也为进一步开发更高效、更稳定的白光Pe LED提供了参考思路.

关键词：有机小分子有机-无机杂化钙钛矿白光Pe LED 混合膜

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基于金纳米粒子增强有机-无机杂化钙钛矿放大自发辐射

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光子学报 2018年第9期47卷 43-48页

作者：吴小龑刘国栋李阳龙李巍吴凌远付博王伟平张大勇赵剑衡陈平中国工程物理研究院流体物理研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院高能激光科学与技术重点实验室四川绵阳621900 西南大学发光与实时分析教育部重点实验室物理科学与技术学院重庆400715

有机-无机杂化钙钛矿作为激光的增益介质时,存在室温时纳秒脉冲或连续激光作用下的光泵浦器件不稳定、难以实现电泵浦激光等问题.通过将金纳米粒子水溶液和PEDOT∶PSS溶液共混的方法,将20nm尺寸的金纳米粒子掺杂至光泵浦平面波导器件的... 详细信息

有机-无机杂化钙钛矿作为激光的增益介质时,存在室温时纳秒脉冲或连续激光作用下的光泵浦器件不稳定、难以实现电泵浦激光等问题.通过将金纳米粒子水溶液和PEDOT∶PSS溶液共混的方法,将20nm尺寸的金纳米粒子掺杂至光泵浦平面波导器件的界面层PEDOT∶PSS中,掺杂了金纳米粒子的平面波导器件(以CH_3NH_3PbBr_3为增益介质)的放大自发辐射绝对强度相对于没掺杂金纳米粒子的器件提升了5.5倍.实验结果表明,金纳米粒子的引入,一方面提升了CH3NH3PbBr3薄膜的吸收,增加了粒子反转数目,另一方面加快了激发态激子的辐射跃迁速率.仿真分析表明,金纳米粒子的近场和远场复合表面等离激元可有效耦合增益介质光吸收/发射主区域,从而提高了平面波导器件的放大自发辐射性能.研究结果可为高效泵浦激光的实现提供参考.

关键词：有机-无机杂化钙钛矿放大自发辐射金纳米粒子近场表面等离激元远场表面等离激元

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