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MAPbX3晶体激发态结合能研究任务书

 2020-04-26 12:56:11  

1. 毕业设计(论文)的内容和要求

有机-无机杂化钙钛矿材料近年来在电池领域备受关注,由于其中卤素元素的更换可以调节材料的吸收光谱和荧光光谱,因此该系列材料在不同领域均可以得到广泛应用。在非晶体有机-无机钙钛矿材料广泛应用于太阳能电池的同时,晶体块材的有机-无机杂化钙钛矿由于制备简单和独特的光电特性,已经被应用于可见光全光谱光电探测领域,可见光全波段发光领域以及X射线探测领域。。MAPbX3的不同的光电性质与激发出的电子能量有关,而激子能量直接取决于激发态结合能。在基于钙钛矿材料的光电器件中,处于基态的电子激发至激发态,当其落回基态时,一方面电子和空穴可以经由辐射跃迁复合而放出光子;另一方面,电子和空穴可以解离成自由载流子,在内建电场或外加电压下呈现光电响应。这两个过程都有材料本身的激发态结合能密切相关。结合能较大有利于电子空穴复合,较小的结合能有利于激发态的分解。可见,激发态结合能直接决定光电器件的性能。目前,已经有不同的研究学者通过磁方法、电方法等方法测得了常温下的激发态结合能。 本课题中,拟通过测量荧光寿命的方法来探究钙钛矿材料的激发态结合能。我们已经测量了MAPbBr3不同温度下的荧光光谱和荧光寿命,与文献报道取得了相近的结果。接下来将深入研究影响激发态结合能的各种因素,并对比不同的测试手段得到结果的可靠程度。

要求学生:1,掌握合成原材料方法和晶体生长方法,了解现有有机-无机钙钛矿晶体的表征方法和理论解释;2,设计并开展实验,在不同温度下测定晶体的时间分辨光谱和荧光寿命;3,建立恰当的理论模型,对于实验结果并给出合理解释;4、分析不同的测定手段,并对比不同实验条件下测量结果的可靠性,5,整理制作实验的结果和资料,按照规范要求书写完成毕业论文。

2. 参考文献

[1] galkowski k, mitioglu a, miyata a, plochocka p, portugall o, eperon ge, wang jt-w, stergiopoulos t, stranks sd, snaith hj, nicholas rj. determination of the exciton binding energy and effective masses for methylammonium and formamidinium lead tri-halide perovskite semiconductors[j]. energy amp; environmental science, 2016, 9(3): 962-970

[2] gao w, gao x, abtew ta, sun y-y, zhang s, zhang p. quasiparticle band gap of organic-inorganic hybrid perovskites: crystal structure, spin-orbit coupling, and self-energy effects[j]. physical review b, 2016, 93(8):

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3. 毕业设计(论文)进程安排

起讫日期

设计(论文)各阶段工作内容

20181226-20190120

初步开展实验,了解实验现象。根据实验现象查阅相关背景,制定整体试验计划,写出开题报告。

20190121-20190223

学习有机-无机杂化钙钛矿晶体材料的合成方法和晶体的生长方法

20190224-20190320

在不同温度下测定有机无机杂化钙钛矿晶体的荧光光谱和荧光寿命,得到晶体的激发态结合能

20190321-20190404

将钙钛矿材料中的卤族元素进行替换,并测定晶体激发态结合能,将有机成分换为无机元素Cs,并测定晶体激发态结合能

20190405-20190420

分析不同测试手段,并对文献报道结果进行对比分析

20190421-20190520

完成论文初稿,并进行修改,完成PPT

20190521-20190610

参加答辩

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