基于钙钛矿的光电探测器研究

来源 :西安电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tnnd_5460
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
在光电领域中,无机材料的研究一般成本高,周期长,并且工艺过程复杂;而近些年新发掘的新型光电功能材料钙钛矿(perovskites,PVK)成本低,制备简单,且光电特性优异,其中以甲基氨卤化物CH3NH3MX3(M=Pb,Sn,X=Cl,Br or I)为代表。钙钛矿材料也因为材料的本征特性包括高吸收系数、高载流子迁移率、长载流子扩散长度以及制备工艺简单、成本低而备受关注。有机-无机钙钛矿由于突出的光电特性而广泛应用光电领域如太阳能电池,晶体管以及光电探测器方向,而也由于钙钛矿材料本身的光电特性,有望实现新型材料光电探测器在低功耗以及高性能寻求到突破;尤其是在高响应速度,高转换效率和低暗电流方面有很大的优势。另外,就是钙钛矿材料价格低廉,对于实现低成本的探测器也是一大优势。但在实验研究中发现,由于材料本身的一些性质,在器件的应用中,仍然存在很多问题有待解决,针对发现的问题,本文做了如下研究。首先,本文为了解器件的温度依赖特性,制备了Au/CH3NH3PbIxCl3-x/Au叉指结构光电探测器,通过一系列材料表征和电学表征手段,先研究了常温下钙钛矿光电探测器的性能,结果显示,常温下,器件性能参数良好。随后又研究了温度(30℃-80℃)对器件性能的影响并对电流-电压(I-V)特性进行了电荷输运机制拟合。结果发现,在小电压(0.1V-0.7V),只有空间电荷限制传导才能较好的符合I-V曲线拟合的要求。另外,在不同温度条件下并且处于暗态环境下,I-V曲线随着所加温度的升高而下降;而在光照下,I-V曲线随着温度的升高而升高的奇特现象。理论分析表明,晶格振动散射在暗态起主要作用,导致在相同电压下,电流随温度的增加而减小;离子杂质散射在光照条件下占主导,致使产生的电流随温度的增加而增加。并且在光照条件与暗态环境中,I-V曲线的斜率会随着偏置电压的增加而逐渐减小。开关比,响应率以及探测灵敏度则随着温度的增加而增加,表明钙钛矿光电探测器在较高温度下能有更好的特性,然而,高温下(60℃以上)暗态的稳定性较弱。另外,为了研究钙钛矿基探测器的稳定性问题,也为了进一步了解PCBM在钙钛矿基电学器件中产生的作用,实验制备了结构为Au/CH3NH3PbIxCl3-x/Au和Au/CH3NH3PbIx Cl3-x:PCBM(1.0wt%)/Au两种叉指结构光电探测器,测试并对比分析了有无PCBM掺杂的钙钛矿光电探测器的性能。结果发现在钙钛矿中掺入一定量的PCBM后,能够起到抑制离子移动的作用,从而减小零点漂移带来的负面影响,提高探测器性能的稳定性,但同时在钙钛矿中加入一定量的PCBM后,其电导率的改变使得其光暗电流比,探测能力和探测灵敏度却有略微下降。最后,又在上述实验的基础上设计了不同浓度PCBM掺入钙钛矿对光电探测器性能的影响实验。制备了Au/CH3NH3PbI3/Au,Au/CH3NH3PbI3:PCBM(0.01wt%)/Au和Au/CH3NH3PbI3:PCBM(0.1wt%)/Au三种器件,研究发现PCBM仍有如同上个实验同样的结论,抑制暗态条件下零点漂移的作用;同时也发现暗态下,掺入PCBM的器件的暗电流相比于无PCBM掺入的器件电流大,而光电流则无明显差异。理论分析以PCBM填充钙钛矿空位以及针孔导致空位数量减少以至于空位捕获的电子数减少,从而有较多的可用电荷用于输运。
其他文献
本文对清代广州外销画的窑业图像代表作进行了形式及内涵的分析,它融合中西绘画视学成果及中国古代窑业图像的特点,在窑业工艺图的制作之中,融合了景德镇及岭南陶瓷制作的普
本文着重分析了当代大学生功利价值观在生活、学习、人际交往、择业等方面的具体表现,并就大学生功利价值观形成的原因以及如何进行正确引导谈了粗浅的看法。
<正>家校协同教育的实践由来已久。家长会、家访、书面交流、电话交流等都是我们所熟悉的形式。在信息技术的支持下,这些传统的家校交流形式得以深化和拓展。例如,利用"家校
<正>美国AHA2006年将心肌致密化不全心肌病(LVNC)归类为原发性遗传性心肌病。病理特征为心室肌小梁异常增多及深陷的小梁隐窝,多累及左心室的心尖部,亦可累及双心室或右心室
本文试图摆脱民商分立与民商合一的争论模式,以一种更为务实的态度,从商法法典化的认识论基础及历史传统、法德日商法典内容与体系变迁的实际以及商事关系的特点三个角度,系
<正>无线手写板作为一种新的信息技术,运用到数学课堂中,改变着数学课堂的教学形式。本文结合一节基于无线手写板设计的《三角形的外角》探究教学,浅析无线手写板与数学课堂
随着社会经济的发展、时代的进步以及全球化步伐的不断加快,单纯的传统文学已经无法满足快节奏的生活方式,逐渐涌现出了以网络文学为代表的多种新兴文学形式。网络文学既是对
目的探讨芒硝与生大黄内服联合治疗重症急性胰腺炎(SAP)腹胀的临床疗效。方法选取该院2013年1月至2015年5月收治的SAP患者60例,按照随机数字表法分为对照组和联合组,各30例。
弗洛伊德的游戏观可以概括为“虚拟”论,即游戏是人借助想象来满足自身愿望的虚拟活动;其艺术观可以概括为“梦幻”论,即艺术是经过改装并符号化了的可供社会成员共享的梦幻
在装配挖掘机斗杆与斗杆液压缸过程中,出现液压缸的有杆腔端偏离动臂中心线的现象,导致液压缸与斗杆连接端发生干涉而无法装配,可能是动臂上的斗杆液压缸固定座孔的加工存在