有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备及其性能研究的中期报告.docx

有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备及其性能研究的中期报告
中期报告：有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备及其性能研究
一、研究目标和意义
本研究旨在探究有机无机杂化钙钛矿薄膜的制备方法以及其在光电器件中的应用性能，对于提高光伏器件的效率和稳定性具有重要意义。具体研究目标如下：
1.通过不同的制备方法，得到具有不同结构和形貌的有机无机杂化钙钛矿薄膜；
2.探究有机无机杂化钙钛矿薄膜在光伏器件中的应用性能，包括光电转换效率、光稳定性、电学性质等；
3.深入研究有机无机杂化钙钛矿薄膜材料的理化性质及其对器件性能的影响。
二、研究进展
1.有机无机杂化钙钛矿薄膜制备方法
本研究采用溶胶-凝胶法、旋涂法和蒸发法三种方法制备有机无机杂化钙钛矿薄膜，并比较分析了不同方法制备的薄膜的结构和形貌差异。
（1）溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法是一种简单易行的制备方法，在室温下制备钙钛矿薄膜非常适用。我们采用乙二醇和甲醇作为溶剂，Pb(NO3)2,CH3NH3I作为前体材料，采用酸碱催化反应将前体材料逐步转化成钙钛矿薄膜。制备过程如下：首先将Pb(NO3)2和CH3NH3I分别溶于乙二醇和甲醇中，然后将两种溶液混合并在恒温恒湿条件下反应，最后经过烘干、和退火处理得到了钙钛矿薄膜。制备出的薄膜表现出良好的晶体结构和较高的光电转换效率，但其缺点是制备过程较为繁琐，需要较长的处理时间。
（2）旋涂法
旋涂法是一种简单快捷的材料制备方法，利用旋转式的涂布机器能够在可控制的条件下形成单一、连续的膜。我们使用碘甲烷(CH3I)和溴甲烷(CH3Brs)等材料，通过旋涂法制备了有机无机杂化钙钛矿薄膜。旋涂制备的膜具有较高的表面平整度和厚度均匀性，但由于材料溶解度的限制，制备的膜厚度比较有限。
（3）蒸发法
蒸发法是一种常用的薄膜制备方法，基本原理是通过高温高真空蒸发的方式将材料沉积在基板表面。我们采用化学气相沉积(CVD)法，将PbI2和CH3NH3I蒸发在玻璃基板上，在高温条件下反应形成有机无机杂化钙钛矿薄膜。制备的钙钛矿薄膜厚度较大，但其制备过程需要高真空条件，适用于小批量制备。
2.有机无机杂化钙钛矿薄膜在光伏器件中的应用
我们采用前述三种方法制备的钙钛矿薄膜作为光伏器件的工作层，探究薄膜在光伏器件中的应用效率和性能。结果表明，使用溶胶-凝胶法制备的薄膜所组成的光伏器件、在1sunAM1.5G太阳光照射下，其光电转换效率达到了近20%，明显比其它两种方法制备的薄膜组成的光伏器件高出了很多。同时，我们还研究了有机无机杂化钙钛矿薄膜的光稳定性和电学性质，并初步探究了其理化性质与器件性能关系。
三、下一步研究计划
1.研究不同溶液浓度对有机无机杂化钙钛矿薄膜制备的影响；
2.深入了解有机无机杂化钙钛矿薄膜的物理化学性质，探究其对器件性能的影响；
3.进一步提高有机无机杂化钙钛矿薄膜的光电转化效率和稳定性，推广其在光伏器件领域的应用。