CsPbX 3 纳米晶体光生激子复合机制研究

发布时间：2023-05-26 20:02

　　近年来针对有机-无机杂化和无机钙钛矿半导体材料在光电转化方面的研究是薄膜太阳能电池领域的研究热点,主要原因在于该类材料的吸收光谱在可见光区而且具有较高的电子和空穴迁移率。目前实验上已研制出光电转换效率高达23%以上的钙钛矿太阳能电池,钙钛矿材料有望成为第三代太阳能电池材料,相关研究主要集中在新钙钛矿材料应用、电子-空穴传输和电池结构等问题上。由于有机-无机杂化钙钛矿材料合成温度相对较低,且容易水解和氧化,导致应用研究陷入瓶颈,如何提高材料的光稳定性和热稳定性以及光电转换性能是科研工作者努力解决的问题,在这方面,无机钙钛矿纳米材料逐渐受到关注。目前,利用光谱技术研究无机钙钛矿纳米晶体发光机理的工作方兴未艾,研究材料自身的光学性质将有利于阐述材料中的光生激子复合机制,为其在太阳能电池、LED显示、激光器以及光电探测等方面的应用奠定基础。本文以尺寸相近、不同卤素成分的Cs Pb X₃纳米晶体为研究对象,通过稳态荧光、时间分辨荧光、瞬态吸收、Z扫描等实验手段,结合光谱学分析方法,探究Cs Pb X₃纳米晶体的光学特性,从而阐述光致激发激子复合过程的物...

【文章页数】：114 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 钙钛矿半导体材料及其应用进展
        1.1.1 钙钛矿半导体结构简介
        1.1.2 钙钛矿太阳能电池概述
        1.1.3 钙钛矿发光二极管和激光器概述
        1.1.4 钙钛矿光电探测概述
    1.2 无机钙钛矿纳米晶体
        1.2.1 无机钙钛矿纳米晶体的基本性质
        1.2.2 无机钙钛矿纳米晶体的制备进展
    1.3 无机钙钛矿纳米晶体的光物理过程研究
        1.3.1 吸收光谱、发射光谱和激发光谱
        1.3.2 非线性吸收
        1.3.3 多激子效应
        1.3.4 影响激子复合的主要因素
        1.3.5 光物理过程研究方面存在的问题
    1.4 本论文的主要研究内容
    1.5 本论文研究的目的和意义
第2章 CsPbX₃纳米晶体激子复合机制的低温荧光
    2.1 引言
    2.2 样品的制备与结构表征
        2.2.1 CsPbX₃纳米晶体的制备
        2.2.2 CsPbX₃纳米晶体的基本表征
    2.3 CsPbX₃纳米晶体薄膜的稳态光致发光光谱
        2.3.1 CsPbX₃纳米晶体薄膜的光稳定性研究
        2.3.2 低温下CsPbX₃纳米晶体薄膜的稳态荧光光谱
    2.4 低温时间分辨荧光动力学
    2.5 本章小结
第3章 CsPbX₃纳米晶体激子复合机制的上转换荧光
    3.1 引言
    3.2 CsPbX₃纳米晶体的非线性吸收机理
        3.2.1 非线性吸收基础理论
        3.2.2 非线性吸收的研究方法-飞秒开孔Z扫描技术
        3.2.3 开孔Z扫描实验结果与分析
    3.3 CsPbX₃纳米晶体的上转换荧光光谱
        3.3.1 双光子上转换荧光
        3.3.2 CsPbBr₃纳米晶体双光子上转换荧光光谱分析
        3.3.3 卤素变化对时间分辨双光子上转换荧光光谱的影响
    3.4 本章小结
第4章 CsPbX₃纳米晶体激子复合机制的飞秒瞬态吸收光谱
    4.1 引言
    4.2 飞秒瞬态吸收光谱实验及分析方法
        4.2.1 飞秒瞬态吸收实验原理及装置
        4.2.2 超连续白光与色散校正
        4.2.3 瞬态吸收光谱中的光物理过程
        4.2.4 飞秒激光激发纳米晶体中的平均激子数
    4.3 CsPbBr₃纳米晶体飞秒瞬态吸收光谱实验结果与分析
        4.3.1 不同波长激发的瞬态吸收光谱
        4.3.2 不同泵浦能量脉冲下的瞬态吸收光谱
    4.4 CsPbX₃纳米晶体的瞬态吸收光谱
        4.4.1 CsPbX₃纳米晶体的瞬态吸收光谱实验结果
        4.4.2 CsPbX₃纳米晶体的激子复合机制
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历



本文编号：3823194