摘 要

在有机钙钛矿杂化材料研究中，涉及混合卤素钙钛矿的探究逐渐引起研究人员的关注。混合卤素钙钛矿由ABX₃中单一的X位卤素被多种卤素取代混配而构成。理论计算和大量实验研究表明，多卤素混配方法制备的有机混合卤素钙钛矿杂化材料具有可调的半导体带隙、稳定的晶体结构、优异的光学性质以及载流子传输性能等优点。

本论文研究工作中，我们首先制备了[(C₂H₅)₃C₃H₇N]Br、[(C₂H₅)₃C₃H₇N]I等前驱体，进一步挥发溶剂方法，制备了含Br/I比例的[(C₂H₅)₃C₃H₇N][PbBr_xI_3-x] ( X = 1.92)有机杂化混合钙钛矿晶体。通过红外光谱（FT-IR）分析、元素分析（EA）、粉末X-射线衍射（PXRD）、热重分析（TGA）、差示扫描量热分析（DSC）等化学和物理技术对有机杂化混合钙钛矿的组成、相纯度、热稳定性等进行了表征。

关键词：有机钙钛矿 混合卤素 介电

Synthese and Propertie of One-dimensional organic-inorganic mixed halide perovskites

ABSTRACT

The mixed halide organic perovskites, which can be achieved by replacing partially the single halides X in ABX₃ (X = Cl, Br and I) by mixed halide ions. With respect to the single halide organic perovskite, the mixed halides organic perovskites show the tunable band gap of perovskite and optical properties, improvible structure stability as well as optimizable transport nature of carriers. Recently, the mixed halide organic perovskites have attracted much research attention in chemistry, physics and materials science areas.

In this thesis, the precursors of [(C₂H₅)₃C₃H₇N]Br and [(C₂H₅)₃C₃H₇N]I were firstly synthesized and characterized. And then the mixed halides (Br / I) perovskites, [(C₂H₅)₃C₃H₇N][PbBr_xI_3-x] (X = 1.92) was further prepared by solvent evaporation method. The chemical compositions, phase purity, thermostability of compound were characterized by Elemental Analysis (EA), Powder X-ray Diffraction (PXRD), Thermogravimetric Analysis (TGA), Differential Scanning Calorimeter (DSC) techniques.

Key Words: Organic Perovskite; Mixed Halide; Dielectrics;

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 有机-无机杂化钙钛矿简介 1

1.2 有机-无机杂化钙钛矿功能性质 2

1.2.1 光致发光 2

1.2.2 电致发光 4

1.2.3 铁电性质 5

1.2.4 热致变色性质 6

1.3 有机-无机杂化混合钙钛矿 7

1.4 本课题选题意义和研究内容 9

第二章 实验部分 10

2.1 引言 10

2.2 实验试剂及原料 10

2.3 实验仪器及方法 11

2.4 化合物[(C₂H₅)₃C₃H₇N] [PbBr_1.92I_1.08]的制备 13

第三章 结果与讨论 14

3.1 晶体结构 14

3.2 元素分析 15

3.3 粉末X-射线衍射 16

3.4 红外光谱 16

3.5 热重分析 17

3.6 差示扫描量热（DSC）分析 18

3.7 介电性质 19

3.8 离子电导 19

3.9 紫外可见光谱分析 20

第四章 结论 22

参考文献 23

致谢 26

第一章 文献综述

1.1 有机-无机杂化钙钛矿简介

有机-无机杂化材料在技术上是一类重要的材料，在传统的无机钙钛矿中加入有机组分，从而体现出额外的功能性质和结构的灵活性。例如：一般有机材料具有柔韧性，其分子结构易改变，新结构具有新的光电性质。最重要的是，市场需要的是工艺简单、价格低廉和性能优良的材料，而在这类材料中，有机组分材料又具有易加工、发光性能好等特点，使得有机材料具有许多应用（例如，场效应晶体管，发光器件等）具有吸引力。对于无机材料而言，其缺乏鲁棒性，热稳定性和低电气迁移率，所以在许多相同的应用中阻碍了它们的使用。这样，我们就可以改变不同的有机组分和无机组分，制备出具有不同性质的复合材料，这种材料可能应用于多方面。比如：甲胺(CH₃NH₃)与卤化铅(PbX₂)交叉堆积形成有序的杂化类晶体^[1]。这种材料合并之后使得有机组分和无机组分互补，为达到更好的性质做铺垫；同时，这种材料具有有机成分结构可调性和无机成分的热稳定性和机械稳定性，通过两者结合，甚至可能产生新特性，这还需进一步探索^[2]。

目前关于有机-无机杂化钙钛矿的研究往往集中在金属卤化物HOIPs上，它们有望用于太阳能电池和光电子器件。材料的相变通常可以赋予系统功能，有时会导致重要的技术创新。材料的物理性质可能在整个固态到固态的相变过程中发生巨大变化，因此，经历快速和可逆相变的材料对于开关器件的应用非常有用。过去一段时间内，在设计和构建相变材料的背景下，大量的研究者致力于开发新型钙钛矿相变材料。并且在有机-无机杂化钙钛矿材料中发现相变现象，这是由有机组分阳离子的无序转化和三维钙钛矿骨架的协同变形引发的。这种相变通常使钙钛矿材料显示出可转换的光，电，磁等功能^[3-5]。

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