研究目的
通过制备高质量的Cs2AgBiCl6双钙钛矿薄膜来解决卤化铅钙钛矿的毒性和不稳定性问题,用于紫外光电探测器。
研究成果
该研究成功通过顺序气相沉积法制备出高质量Cs2AgBiCl6双钙钛矿薄膜,进而制成具有优异选择性、低暗电流、高光电响应率和探测率的高性能紫外光电探测器。该发现为双钙钛矿在光电器件中的应用铺平了道路,为解决卤化铅钙钛矿的毒性和不稳定性问题提供了方案。
研究不足
该研究聚焦于Cs2AgBiCl6双钙钛矿薄膜的制备与表征及其在紫外光电探测器中的应用。连续气相沉积方法的可扩展性以及光电探测器在超出测试参数范围的不同环境条件下的性能表现,是未来有待进一步优化的潜在方向。
1:实验设计与方法选择:
采用顺序气相沉积法制备Cs2AgBiCl6钙钛矿薄膜。该方法是在低于1.0×10?3 Pa的真空环境下逐层沉积CsCl、BiCl3和AgCl,随后在氮气环境中退火处理。
2:0×10?3 Pa的真空环境下逐层沉积CsCl、BiCl3和AgCl,随后在氮气环境中退火处理。 样品选择与数据来源:
2. 样品选择与数据来源:薄膜沉积于氟掺杂氧化锡(FTO)衬底上。通过X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)测量确认了化学计量比与晶体结构。
3:实验设备与材料清单:
材料包括BiCl3、CsCl、AgCl、PTAA、Spiro-OMeTAD、P3HT、TFB、Li-TFSI、tBP、1,2-二氯苯及SnO2胶体溶液。设备包含布鲁克D8 Advance衍射仪、日立S-4300场发射电镜、Cary 500紫外-可见光谱仪、FluoTime 300荧光测试系统、赛默飞世尔Escalab 250Xi系统(用于UPS和XPS)、QE-R外量子效率测试仪及Keithley 4200系列数字源表(用于J-V曲线测试)。
4:CsCl、AgCl、PTAA、Spiro-OMeTAD、P3HT、TFB、Li-TFSI、tBP、1,2-二氯苯及SnO2胶体溶液。设备包含布鲁克D8 Advance衍射仪、日立S-4300场发射电镜、Cary 500紫外-可见光谱仪、FluoTime 300荧光测试系统、赛默飞世尔Escalab 250Xi系统(用于UPS和XPS)、QE-R外量子效率测试仪及Keithley 4200系列数字源表(用于J-V曲线测试)。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:通过不同温度退火优化薄膜结晶度与形貌。紫外光电探测器采用FTO/电子传输层/钙钛矿/空穴传输层/Au器件结构。
5:数据分析方法:
光谱响应度与探测率分别源自外量子效率测量与暗电流密度数据。
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Keithley 4200 series digital source-meter unit
4200
Keithley
Used to measure the J-V curves of the devices under 365 nm UV light source.
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Bruker D8 Advance diffractometer
D8 Advance
Bruker
Used for XRD test to confirm the crystallinity of the perovskite films.
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Hitachi S-4300 field-emission electron microscope
S-4300
Hitachi
Used for SEM characterizations to analyze the morphology of the films.
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Carry 500 UV-vis spectrometer
500
Agilent Technologies
Used to gain UV-vis spectra of the perovskite films.
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FluoTime 300
300
PicoQuant
Used for steady-state PL measurements to analyze the photoluminescence of the films.
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Thermo Fisher Scientific Escalab 250Xi system
Escalab 250Xi
Thermo Fisher Scientific
Used for UPS and XPS measurements to determine the valence band minimum and conduction band maximum of the material.
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QE-R
QE-R
enlitechnology
Used for EQE spectrum measurements to evaluate the external quantum efficiency of the devices.
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