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文献综述
近年来,金属卤化物钙钛矿以其光吸收系数高、色纯度高、色域广、发光波长连续可调、光致发光量子产率高、载流子扩散长度大和成分稳定不易分解等优点,成为光电子应用领域极具潜力的新材料,其在太阳能电池、发光二极管、忆阻器、激光器、光电探测器和防伪标签等方面均有出色的表现,并且可通过简单的全溶液法制备,为印刷工艺的结合、大尺寸生产和产业化提供了可能。
钙钛矿是一类与钛酸钙(CaTiO3)有着相同晶体结构的化合物总称,其原子或基团以 钙钛矿结构(ABX3)的形式在对称度极高的晶格上有序排布【1】。
含铅钙钛矿具有高的光吸收系数和窄的发光光谱半高宽( 高色纯度) ,其发光波长可通过调节其组分在整个可见光范围内改变【2-5】,还具有大的载流子扩散长度和高的光致发光量子产率( PLQY)【6-7】 。
近年来在太阳能电池(PSC) 、发光二极管(LED) 、忆阻器、激光器( LASER) 、光电探测器、防伪标签等方面应用而受到了广泛关注【8-13】。
然而,最先崭露头角的有机金属卤化物钙钛矿却存在稳定性差这一致命弱点,占据其阳离子位置的有机组分容易挥发或分解【14】。
因此,在稳定性方面拥有先天优势的全无机钙钛矿逐步进入研究视野【15】。
相对于溴化铅甲胺(MAPbBr3) ,溴化铅铯(CsPb-Br3) 钙钛矿多晶薄膜具有更高的热稳定性【14】,这对于提升器件工作稳定性无疑十分重要。
此外,均匀、致密的钙钛矿功能层除了可以通过双源共蒸法获得【15-16】,还可以通过简单的全溶液法制备【17-25】,这为器件的大尺寸和产业化的实现打下了基础,并为其与印刷工艺的结合提供了可能。
2009 年,Kojima 等首先利用一步溶液法实现了钙钛矿功能层在太阳能电池中的应用,基于碘化铅甲胺的器件获得了3.8%的光电转换效率【17】,为钙钛矿光电器件的制备开辟了一条新道路。
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