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两步法合成PbI2和钙钛矿纳米片的可逆转换扩大应用领域

时间:2020-09-18 16:56:48       浏览:398

两步法合成PbI2和钙钛矿纳米片可逆转换扩大应用领域

 

西安瑞禧生物科技有限公司提供各种石墨烯、钙钛矿、量子点、纳米颗粒、空穴传输材料、纳米晶、半导体聚合物、超分子材料、过渡金属配合物、化学试剂、化学原料药等一系列产品。


有机-无机杂化钙钛矿材料在光电器件(如光伏器件、发光二极管和激光器)中应用多杂化钙钛矿具有非常高效的光吸收和发射,可通过化学取代调整带隙。基于杂化钙钛矿和2D材料的优点,2D杂化钙钛矿将为材料性能和器件功能的设计提供机会。

通过杂化钙钛矿的可逆阳离子交换和低维材料的高效表面功能化,实超薄钙钛矿的相和异质结构调控。

1.PbI2为前驱体和模板,在不同的衬底上得到了不同厚度、六边形的钙钛矿纳米片。基于单个纳米片,可实现PbI2MAPbI3FAPbI3等多相之间的灵活设计与转化。

2.利用2D材料作为掩模板,可以制作图案化的钙钛矿纳米片,并制备钙钛矿和PbI2的平面型异质结构。

3.钙钛矿纳米片与2D材料结合制备的垂直型异质结,表现出强界面耦合,如单层MoS2/MAPbI3纳米片具有II型能带排列。将具有优异光学性质的钙钛矿与多功能的2D材料相结合,为设计和制备功能性微纳光电器件创造了可能性。

 

两步法合成过程以及PbI2和钙钛矿纳米片之间可逆转换的示意图。通过溶液滴涂法获得PbI2纳米片,将PbI2纳米片置于管式炉下游生长区,另一前驱体AI置于上游蒸发区,抽负压加热,使气相的AI与PbI2反应,生成钙钛矿纳米片。对钙钛矿纳米片加热退火,又可以逆转化为PbI2纳米片。如,对于MAPbI3纳米片,蒸发区温度为130℃,生长区温度为90℃,逆转化温度为130℃,而对于FAPbI3纳米片,蒸发区温度为150℃,生长区温度为95℃,逆转化温度为150℃。 晶体结构说明了从PbI2(六方)到MAPbI3(四方)的化学反应过程中的相变。

 

 

 

通过两步法,可在各种基底上生产大量具有规则六边形形状、不同厚度和可调成分的钙钛矿纳米片大多数2D半导体比,钙钛矿纳米片具有优异的光学性能在转化为钙钛矿之前,单个钙钛矿纳米片可以使用由2D材料制成的掩模(如石墨烯、h-BN或MoS2)来覆盖PbI2模板,从而自由地绘制图案。

此外,通过结合钙钛矿和其他2D材料,还制作垂直型异质结,层间的界面耦合。杂化钙钛矿的灵活设计及其与多种2D材料的结合,2D材料新性能和功能提供了诸多可能。同时更为2D材料的研究和控制开辟了一条有吸引力的途径,拓展了钙钛矿材料在可调谐纳米级光电器件中的新应用领域。

 

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