【摘 要】
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随着电子信息产业的发展和科技的进步,人们对光电材料的性能和加工要求也逐步提高。在这一需求下许多研究者开始研发一种能把两种或多种光电材料的优势综合到一起的复合材料,与原材料相比复合材料的光学和电学性能都得到了显著的提高。本文以上转换纳米材料/钙钛矿量子点复合物为研究对象,对复合物的物相结构和光学性能展开研究,并把复合物应用到了染料敏化太阳能电池中。采用配体辅助的再沉淀法合成了不同卤素离子含量的钙钛矿
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随着电子信息产业的发展和科技的进步,人们对光电材料的性能和加工要求也逐步提高。在这一需求下许多研究者开始研发一种能把两种或多种光电材料的优势综合到一起的复合材料,与原材料相比复合材料的光学和电学性能都得到了显著的提高。本文以上转换纳米材料/钙钛矿量子点复合物为研究对象,对复合物的物相结构和光学性能展开研究,并把复合物应用到了染料敏化太阳能电池中。采用配体辅助的再沉淀法合成了不同卤素离子含量的钙钛矿量子点Cs3Bi2X9（X=Br,I）,对样品进行物相结构测试和光学性能测试。物相测试结果说明随着I-离子的增加,样品的结构会从Cs3Bi2Br9转变成Cs3Bi2I9,红外光谱的结果说明样品的表面存在着许多配体。荧光光谱和紫外吸收光谱的结果显示,通过调节Br-、I-的比例,可以使样品从的荧光发射峰从429 nm的蓝光区域移动到527 nm的绿光区域,紫外吸收峰从355 nm移动到372 nm。在不同的水热条件下制备了C12A7:Yb3+/Tm3+和C12A7:Er3+/Gd3+。其中上转换纳米材料C12A7:Yb3+/Tm3+能够在476 nm处辐射出上转换蓝光,在656 nm处辐射出上转换红光。在180℃/12 h的条件下合成的12A7:Yb3+/Tm3+样品的光学性能最好。而C12A7:Er3+/Gd3+样品在528 nm和550 nm处产生上转换绿光,在663 nm处产生上转换红光,它的最佳的水热条件为150℃/6 h。将制备得到的钙钛矿Cs3Bi2X9（X=Br,I）与上转换纳米材料C12A7:Yb3+/Tm3+和C12A7:Er3+/Gd3+混合,得到了相应的上转换纳米材料/钙钛矿量子点复合物。在上转换纳米材料中引入钙钛矿量子点后,材料的荧光发光强度和荧光寿命都得到了显著的提高。在C12A7:Yb3+/Tm3+@Cs3Bi2Br9复合物中,随着Cs3Bi2Br9的增加材料中Tm3+离子的1G4→3H6上转换蓝光发射明显增强了。在C12A7:Er3+/Gd3+@Cs3Bi2Br9复合物中,钙钛矿Cs3Bi2Br9起到了增强Er3+离子上转换绿光4S3/2→4I15/2发射的作用。当过度添加Cs3Bi2Br9时材料的光学性能反而会下降。而加入Cs3Bi2I9后,样品的上转换发光强度和寿命被削弱了。把合成的Yb3+/Tm3+@Cs3Bi2Br9和C12A7:Er3+/Gd3+@Cs3Bi2Br9复合物应用到染料敏化太阳能电池中。根据电池的电化学测试和紫外吸收光谱结果可以知道,随着掺杂的Cs3Bi2Br9增加复合物电池的光电转换效率和对光的吸收强度提高,对光的透过率下降,说明电池的总体性能提高了。但当Cs3Bi2Br9添加量过量时电池的性能反而会下降。
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