(有机基团)BiI5类材料光电性质
(2023-08-23 19:39:28)分类: 太阳能电池研究 |
有机-无机铋(III)碘化物钙钛矿的影响
几种含有碘化铋八面体角共享链的有机-无机杂化体的结构和光学性质。
有机-无机铋(III)基材料:超越有机铅钙钛矿的无铅,空气稳定且可溶液加工的吸光材料
1.基于(1,5-戊二胺)BiI5单晶的X射线探测器
2.ferroelectric semiconductor [1,4-butanediammonium]BiI5,
showing a high Curie temperature of 365 K and a small band gap of
1.95 eV
3. 将有机分子( R )-(-)-2-甲基哌嗪( R -MPz)引入到铋基结构中,合成了无铅( R )-(H 2
MPz)BiI 5 ( R -MBI)。获得了高质量的厘米级单晶,
4.
窄带隙和优异的铁电性在铁电体中本质上是自相矛盾的,因为由热激发载流子的数量增加引起的泄漏电流将导致铁电性的恶化。现在,通过有机-无机杂化材料的带隙工程,开发了一种新的分子铁电化合物,即己烷-1,6-二铵五氧化二铋(HDA-BiI5)。它具有1.89
eV的固有带隙,因此代表了带隙小于2.0 eV的第一个分子铁电体。同时,成功地将低温溶液处理应用于基于HDA-BiI
5的高质量铁电薄膜的制造,为此实现了可控的高精度域翻转。由于其窄的带隙和出色的铁电性,HDA-BiI
5可以被认为是分子铁电开发中的一个里程碑,在高密度数据存储和光伏转换中具有广阔的应用前景。
铁电大牛2017年的工作,后续有几个工作时别人做的,包括X射线探测,liquid phase
diffusion 扩散法长cm 级单晶的。
后有人把它做成太阳能电池,电流非常低,只有微安级别,器件的短路电流密度(J sc)在第三次偏置扫描时达到1.057
mA/cm 2,约为器件初始性能的9倍。虽然开路电压(V oc)
不明显,而器件的光电转换效率得到显着提高。该器件光伏性能的提高是由于多次极化后形成的去极化场和PN结内建电场的共同作用。
5. 最近发现的有机-无机杂化材料[C 6 N 2 H 18 ]BiI
5具有良好的铁电性和分子铁电体的最窄带隙,可以吸收380-660 nm范围内的可见光,与化合物[C 6 N 2 H 18]SbI
5还合成了与 Bi 同源元素
Sb。在本文中,我们设计了第一个实验,将上述两种材料以五种不同的摩尔比混合掺杂制备薄膜,并对比研究了制备的多组分杂化薄膜的晶体结构、表面形貌和光物理性质的变化。
6. (TMEDA)SbI 5和 (TMEDA)BiI 5(其中 TMEDA 2+是N , N ,
N'-三甲基亚乙基二铵),具有一维结构,在正交晶系中结晶,具有非中心对称的P 2 1 2 1 2 1空间群。值得注意的是,在 2090
nm 激光照射下,这两种化合物都具有与 AgGaS 2相同幅度的强红外 (IR)
非线性光学响应,这是一种基准的半导体型非线性光学晶体。
7.在光伏中使用 (CH 3 NH 3 )PbI 3
的毒性和监管问题导致人们对具有出色光吸收特性和稳定性的无铅有机-无机金属卤化物产生了浓厚兴趣。在这里,我们报告了三种新型无铅卤化铋的合成,这些卤化铋在结构中包含对称的共轭对苯二铵阳离子
(PPD = (H 3 NC 6 H 4 NH 3 ) 2+ )。它们是 (PPD)BiI 5、(PPD)[BiBr 4 ] 2
·2H 2 O 和 (PPD) 2 BiCl 7·H 2 O。
碘化物在BiI 3的乙腈溶液中滴定导致[BiI 6 ] 3–的形成。[BiI 6 ] 3
–的配体到金属的电荷转移(LMCT)激发产生了一个瞬态物质,称为二碘化物阴离子I 2 •–直接与Bi [Bi(I 2 •–)I x ]
n连接。
8. 合成并表征了1,6-己二戊二甲醛正己烷((HDA 2+)BiI 5)的材料性质和光物理性质
通过结合超薄BiFeO 3铁电层增强BiVO 4半导体中的光伏效应
通过掺入超薄的BiFeO 3铁电层,研究了BiVO
4半导体的光电效应。发现具有强自极化和高载流子密度的超薄铁电层对于增强光伏效应和操纵半导体的光伏极性是理想的。光电压增加5倍至1
V,光电流密度增加2倍至140μA/ cm 2,其中,与多晶和外延铁电薄膜太阳能电池的报道值相比,光电压最高。在BiFeO
3上极化诱导的肖特基样势垒的基础上讨论了观察到的效应的机理。/氟掺杂的氧化锡界面。
传统无机氧化物铁电材料的带隙通常在3eV以上,导致超过80%的太阳光谱无法利用,极大地限制了其器件的电流密度仅在μ一厘米-2等级。因此,探索具有更低带隙的铁电材料被认为是提高铁电光伏器件性能的有效方法。无机铁电材料通常掺杂过渡金属元素以减小带隙,这是一个复杂的掺杂和高温制备过程。最近,分子铁电材料可以通过化学修饰或定制具有高对称性的阳离子在分子水平上改变晶体的对称性和特定相互作用,从而能够同时在钙钛矿框架中进行合理设计和铁电性的带化。因此,分子铁电材料在不掺杂的情况下具有优异的铁电性和窄带隙的优良性能。
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