摘要：由于有机金属卤化物钙钛矿往往具有优异的光电性质,因此其在光电探测器研发领域拥有广阔的应用前景和使用价值.本文旨在开发制备适用于半透明光电器件的高性能材料,并探索材料的潜在性质.通过反溶剂法,成功设计并制备出了一种尺寸可控且在大气环境下稳定的半透明线状MAPbI_(3)·DMF单晶材料.利用单晶X射线衍射(XRD)解析了半透明线的晶体结构,发现其具有一维链状晶体结构,因而具有一定的量子限域效应.原位加热XRD谱和原位加热透射电子显微镜(TEM)分析结果表明,该半透明晶体材料在90℃以下形貌及晶体结构基本保持不变,其热稳定性较好.紫外可见吸收光谱及静态光致发光光谱(PL)测试结果表明,该材料带隙约为1.58 eV,与其可发射约780 nm的荧光相一致.该单晶线的透明度在大于500 nm的范围内增大,表明其具有良好的半透明特性.最后,搭建了简单的光电器件,测试结果表明其具有较高的光电响应度(7.13 A W^(-1))和较快的光电响应时间(9.95 ms),因此适合应用于光电探测器件领域.该线状单晶材料优异的光电特性,使其成为半透明光电器件核心吸光层的理想候选者.

摘要：近几年来钙钛矿材料作为新兴光伏材料取得了巨大的发展进步,但有机无机杂化钙钛矿较差的环境稳定性限制了它的大规模应用。因此深入研究钙钛矿材料的降解机制有助于开发更稳定的钙钛矿光伏器件。本文基于透射电子显微学的微观形貌观察、晶体结构及元素成分表征,详细研究了杂化钙钛矿CH3NH3PbI3薄膜在光照以及空气共同作用下的降解机理。研究发现,光诱导下CH3NH3PbI3薄膜会与空气中的氧气发生交互作用,同时生成六方晶态PbI2甚至氧化为非晶态化合物PbI2-2xOx (0.4 <x <0.6),而其衰减位点主要存在于薄膜与空气接触的表面。降解过程中,由于存在着挥发性分解产物(I2,CH3NH2)的大量丢失,薄膜的表面会产生许多小孔洞,继而形成一种蜂窝状的介孔衰竭通道。而这种衰竭方式主要与光照下钙钛矿中光生电子与氧气结合形成超氧根自由基(O2·-)有关,该基团诱导了CH3NH3PbI3向PbI2和非晶氧化态的转变。本文揭示了空气中光照诱导钙钛矿薄膜的降解机理,这将为未来设计和优化更稳定的钙钛矿太阳能电池提供全面的实验数据与理论支持。