研究目的
通过使用碘化钾(KI)添加剂来改善PEDOT:PSS/MAPbI3基器件的薄膜质量和界面特性,从而提升其阻变存储性能。
研究成果
KI添加剂通过提升薄膜质量和钝化缺陷,改善了PEDOT:PSS/MAPbI3基器件的记忆特性,从而获得更高的开关比、更优的耐久性及稳定的保持性能。最佳掺杂浓度(5 mg/ml)带来显著提升,表明KI在高性能钙钛矿存储器件中的应用潜力。未来研究应聚焦缺陷控制与机理阐明。
研究不足
阻变机制复杂且依赖于结构和工艺参数。耐久性和保持特性随碘化钾掺杂量变化,过度掺杂会降低性能。该研究局限于特定器件结构和材料,要扩展到实际应用可能还需进一步优化。
1:实验设计与方法选择:
制备了结构为玻璃/ITO/PEDOT:PSS/MAPbI3/PMMA/Al的非易失性存储器件。MAPbI3薄膜采用两步顺序法(PbI2层+MAI转化)制备。在PbI2前驱体中添加KI以研究其对存储性能的掺杂效应。
2:样品选择与数据来源:
使用涂覆ITO的玻璃基板。材料包括从指定供应商购买的PbI2、KI、DMF、IPA、CB、PMMA、PEDOT:PSS和MAI。
3:KI、DMF、IPA、CB、PMMA、PEDOT:
3. 实验设备与材料清单:设备包括超声波清洗器、烘箱、充氮手套箱、旋涂仪、加热板、热蒸发仪、高分辨扫描电镜(日立SU8000)、X射线衍射仪(布鲁克D8 Advance)、光致发光光谱仪(堀场Jobin Yvon LabRAM HR)、X射线光电子能谱仪(ULVAC-PHI Quantera SXM)和I-V测量系统(安捷伦E5270B)。材料:PbI2(99.9985%)、KI(99.995%)、DMF(99.8%)、IPA(99.5%)、CB(99.8%)、PMMA、PEDOT:PSS、MAI(>98%)。
4:实验设备与材料清单:
4. 实验步骤与操作流程:清洗并干燥基板。旋涂并烘烤PEDOT:PSS。制备并旋涂KI掺杂的PbI2前驱体,然后烘烤。旋涂MAI/IPA并退火形成MAPbI3,随后用IPA清洗并进一步退火。旋涂并烘烤PMMA。通过热蒸发沉积Al顶电极。
5:0)、X射线衍射仪(布鲁克D8 Advance)、光致发光光谱仪(堀场Jobin Yvon LabRAM HR)、X射线光电子能谱仪(ULVAC-PHI Quantera SXM)和I-V测量系统(安捷伦E5270B)。材料:
5. 数据分析方法:通过SEM分析表面形貌,XRD分析晶体相,光谱仪分析光致发光,XPS分析元素分布,安捷伦E5270B测量I-V特性。采用SCLC和欧姆模型拟合导电机制。
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获取完整内容-
Scanning Electron Microscope
SU8000
Hitachi
Investigate surface morphologies of the films
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X-ray Diffractometer
D8 Advance
Bruker
Characterize crystalline phase of the films
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I-V Measurement System
E5270B
Agilent
Measure current-voltage characteristics
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Photoluminescence Spectrometer
LabRAM HR
Horiba Jobin Yvon
Record steady-state photoluminescence spectra
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X-ray Photoelectron Spectrometer
Quantera SXM
ULVAC-PHI
Perform XPS depth analysis
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Lead Iodide
Alfa Aesar
Precursor material for MAPbI3 film
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Potassium Iodide
Alfa Aesar
Additive for improving film quality
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N,N-Dimethylformamide
Sigma-Aldrich
Solvent for precursors
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2-Propanol
Sigma-Aldrich
Solvent for MAI precursor
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Chlorobenzene
Sigma-Aldrich
Solvent for PMMA solution
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Poly(methyl methacrylate)
Sigma-Aldrich
Buffer layer in the device
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Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polystyrene sulfonate
Uni-onward
Hole transporting layer
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Methylammonium Iodide
Uni-onward
Precursor for MAPbI3 formation
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