铋基、锰基有机-无机杂化材料的合成及光电性能的研究

来源 :桂林理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cnyy20
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着科学技术的发展,人们对所使用材料的功能需求也越来越高,单一性能的材料已不能满足人们的需要。相对于传统有机和无机单组分材料,有机-无机杂化材料由于其综合了有机材料和无机材料的优异性能,并且具有简单的制备工艺,使其成为近几年材料、化学、医疗等多学科交叉领域研究中的热点。介于此,本论文选取低毒性三价铋离子和低成本二价锰离子作为无机骨架,以苄胺、乙二胺和2-氨基-4甲基吡啶作为有机基团,通过溶剂缓慢挥发结晶、水热结晶法等方法合成6种有机-无机杂化单晶,并对晶体材料的结构、形貌和光电化学稳定性进行了系列表征,并探索了其在薄膜太阳能电池中的应用。本论文的研究结果主要包括以下三个部分:(1)以氧化铋作为三价铋离子源的基本无机骨架,苄胺作为有机基团,与氢卤酸反应,通过水热结晶法制备出3种有机-无机杂化物:(C6H5CH2NH32Bi2Cl10、(C6H5CH2NH32Bi2Br11和(C6H5CH2NH3)BiI4。单晶衍射测试结果表明:在室温下(C6H5CH2NH32Bi2Cl10具有典型的2维层状结构,属于P21/c空间群、单斜晶系;(C6H5CH2NH32Bi2Br11空间群是P-1,属于三斜晶系,具有0维点状结构;(C6H5CH2NH3)Bi I4空间群为P21/n,属于单斜晶系,具有1维链状结构。UV-vis和TGA结果表明:(C6H5CH2NH32Bi2Cl10的光学带隙值为3.21 eV,热稳定性可达250℃;(C6H5CH2NH32Bi2Br11的光学带隙值为2.55 eV,热稳定性可达230℃;C6H5CH2NH3)Bi I4带隙值为1.67 eV,当温度达到290℃时,开始缓慢分解。(2)以碳酸锰作为二价锰离子源,2-氨基4-甲基吡啶和乙二胺分别作为有机基团,与氢溴酸反应,通过溶剂缓慢挥发法制备出(C6H9N22MnBr4和(NH3CH2CH2NH32MnBr62种Mn基有机-无机杂化荧光材料。(C6H9N22MnBr4属于三斜晶系,P-1空间群,具有0维点状结构。而(NH3CH2CH2NH32MnBr6为中心对称结构,属于正交晶系,Pnma空间群,同样具有0维点状结构。TGA和UV-vis结果表明,(C6H9N22MnBr4在200℃以下稳定,带隙值为2.18 eV;而(NH3CH2CH2NH32MnBr6热稳定性较高,可达到288℃,光学带隙值为2.61 eV。PL测试结果表明,(C6H9N22MnBr4荧光相对强度为817860 cps;(NH3CH2CH2NH32MnBr6荧光相对强度为8362 cps。(3)在前期工作的基础上,采用水热结晶法B位掺杂制备(NH3CH2CH2NH3)BixSb1-xI10单晶,与未掺杂的(NH3CH2CH2NH3)Bi2I10晶体相比,其晶体体积和宏观尺寸都比较大,约为1.8*0.8 mm,呈深红色无规则块状。TGA表明其热稳定性可达到330℃;UV-vis结果显示其光学带隙值为1.70 eV。在此基础上,通过前驱体一步旋涂法在ITO/Ni O基底上制备了(NH3CH2CH2NH3)BixSb1-xI10薄膜,并初步研究了其光电热稳定性。实验结果表明,在最佳工艺参数条件下制备出的(NH3CH2CH2NH3)BixSb1-xI10薄膜致密性较好且覆盖度较高,厚度约为1μm,EDX结果显示,(NH3CH2CH2NH3)BixSb1-x-x I10薄膜样品中,其I:(Bi+Sb)化学计量比为4.60,这与单晶样品(NH3CH2CH2NH3)BixSb1-xI10中I-、Bi3+和Sb3+化学计量比相一致。最后,测NiO/(NH3CH2CH2NH3)BixSb1-xI10半电池结构的电压值为70 mV。
其他文献
杨存中是南宋初年在宋金战争中成长起来的武将。杨存中出身西北军人之家,受时代和当地强悍尚武民风的影响,其祖父杨宗闵开启杨氏从军先河并长期奋战在抵御西夏的战争前线。杨
继承革命文化是党的十九大报告所强调的构筑中国精神、中国价值、中国力量的重要方面,本土企业的转型升级实践,需要从革命作风中汲取精神力量和智慧。论文尝试"转型作风"概念
介绍了计算机在纺织辅助设计、辅助生产及管理、品质鉴定等方面的应用 ,对计算机在纺织工业中的应用前景进行了展望
近年来随着我国经济的快速发展,农村基础设施的不断改善,特别是进入新时代,移动互联网的普及,我国农村电商迅猛发展,形成的社会效应、经济效应显著,在脱贫攻坚、乡村振兴战略中发挥了至关重要的作用,对新时代基层政府履行责任提出了新的挑战,基层政府责任履行状况也成为了农村电商健康发展的关键因素。本文以S省C县为例,通过梳理C县农村电商发展的现状和C县政府在农村电商发展中的责任履行状况,并由此对新时代基层政府
由海外汉学家史景迁所撰写的《前朝梦忆》一书,通过对明末清初的士绅阶级张岱及其族人的生活纂述,进而呈现出晚明的社会百态。史景迁试图将张岱的一生,与家族的关系,与外在世
政府数据开放共享直接关系到依法行政、营商环境以及公众知情权等治理体系和治理能力现代化、法治化的重要方面。系统地梳理和研究政府数据开放共享的法律问题和法律规制机制
离子交换膜在产品和料液脱盐提纯和分离中得到了广泛的应用,并取得了十分显著的经济效益。离子交换膜的性能直接影响膜分离器的性能和处理效率。浙江千秋环保水处理有限公司
会议
电影作为一门艺术,主要通过视觉语言和听觉语言来表情达意,而色彩作为视觉语言的一种,发挥着不可或缺的作用。电影中的色彩造型,不仅在表现人物形象、推动故事情节等方面发挥
随着输流管道系统广泛运用于生活生产中的多个领域,输流弯管作为输流管道系统中重要的一部分被越来越重视,因此全面了解弯管系统的耦合振动特性,对于管道系统的设计和使用具
在过去的几年中,基于卤化铅钙钛矿的钙钛矿太阳能电池(PSC)的功率转换效率(PCE)已从最初的3.8%提升至如今的25.2%。作为第三代太阳能电池的理想材料,有机-无机杂化钙钛矿材料具有吸收系数大、激子结合能小、载流子扩散长度长等优点,其光明的发展前景使其在太阳能电池领域掀起了一阵研究热潮。尽管目前针对卤化铅钙钛矿太阳能电池器件的研究已经做了大量的工作,但目前此类钙钛矿太阳能电池器件中仍存在一些亟