有机-无机复合光电材料因具有兼具有机、无机光电材料优势的可能性而成为近年来广受关注的前沿研究方向之一。本书对聚合物-无机纳米晶复合光电材料、三维和二维-准二维钙钛矿材料在太阳电池、发光和光电探测领域的研究进展和重要成果进行了梳理与归纳。
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目录
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丛书序 i
前言 iii
第1章 绪论 001
1.1 半导体材料的光电性质 001
1.2 复合半导体概念的提出和协同新效应 002
1.3 有机-无机复合半导体材料 004
参考文献 006
第2章 聚合物-无机纳米晶复合光电材料及其在太阳电池中的应用 007
2.1 聚合物-无机纳米晶复合太阳电池简介 007
2.1.1 复合太阳电池的由来 007
2.1.2 聚合物-无机纳米晶复合太阳电池的原理 008
2.1.3 聚合物-无机纳米晶复合太阳电池的研究进展 010
2.2 聚合物-无机纳米晶复合太阳电池材料 012
2.2.1 聚合物材料 013
2.2.2 无机纳米晶材料 014
2.3 聚合物-无机纳米晶复合太阳电池器件性能的影响因素 019
2.3.1 聚合物材料 019
2.3.2 纳米晶形状及尺寸 019
2.3.3 薄膜形貌 021
2.3.4 表面与界面 023
2.3.5 器件结构 026
2.4 结论与展望 027
参考文献 028
第3章 三维钙钛矿材料及其在太阳电池中的应用 033
3.1 钙钛矿太阳电池简介 033
3.1.1 钙钛矿材料简介 033
3.1.2 钙钛矿材料作为光伏材料的优点 034
3.1.3 钙钛矿太阳电池研究进展 035
3.1.4 钙钛矿太阳电池的器件结构 036
3.1.5 钙钛矿太阳电池的工作原理 038
3.1.6 钙钛矿薄膜的制备方法 041
3.2 钙钛矿材料及其太阳电池的稳定性 044
3.2.1 水和氧气对钙钛矿太阳电池稳定性的影响 045
3.2.2 温度对钙钛矿太阳电池稳定性的影响 046
3.2.3 湿法制备条件对钙钛矿太阳电池稳定性的影响 049
3.2.4 紫外光照对钙钛矿太阳电池稳定性的影响 050
3.2.5 结论 051
3.3 钙钛矿太阳电池界面调控 052
3.3.1 电子传输层 052
3.3.2 空穴传输层 062
3.4 钙钛矿太阳电池器件工程 066
3.4.1 有机/钙钛矿叠层电池 067
3.4.2 硅/钙钛矿叠层电池 068
3.4.3 CIGS/钙钛矿叠层电池 069
3.4.4 钙钛矿/钙钛矿叠层电池 070
3.5 非铅钙钛矿太阳电池 072
3.5.1 锡基钙钛矿太阳电池 072
3.5.2 锗基钙钛矿太阳电池 075
3.5.3 基于ⅡA和ⅠB族金属的钙钛矿太阳电池 075
3.5.4 基于ⅤA和ⅢA族金属的钙钛矿太阳电池 078
3.5.5 非铅钙钛矿太阳电池的不足与展望 079
3.6 结论与展望 080
参考文献 081
第4章 二维-准二维钙钛矿材料及其在太阳电池中的应用 095
4.1 低n值二维钙钛矿取向调控 097
4.2 准二维钙钛矿材料 101
4.3 二维层状钙钛矿作界面层 103
4.4 新型二维层状钙钛矿作活性层 105
4.5 结论与展望 107
参考文献 107
第5章 钙钛矿量子点发光材料与器件 112
5.1 钙钛矿量子点的研究意义 112
5.2 钙钛矿量子点的制备 117
5.2.1 原位复合法 118
5.2.2 热注入法 120
5.2.3 LARP 法 121
5.2.4 研磨/超声法 125
5.3 钙钛矿量子点光致发光器件 127
5.4 钙钛矿量子点电致发光器件 129
5.4.1 器件结构及工作原理 129
5.4.2 基于不同钙钛矿材料的电致发光器件 130
5.5 钙钛矿电致发光器件优化 137
5.5.1 钙钛矿量子点的纯化 137
5.5.2 钙钛矿薄膜质量的改善 142
5.5.3 载流子注入效率的提高 148
5.5.4 载流子注入平衡的优化 148
5.6 钙钛矿电致发光器件稳定性问题 151
5.6.1 钙钛矿材料的稳定性 151
5.6.2 器件工作稳定性 152
5.7 结论与展望 153
参考文献 155
第6章 有机-无机复合光电材料及其光电探测器 166
6.1 有机-无机复合光电探测器简介 166
6.2 有机-纳米晶复合光电探测材料与器件 167
6.3 钙钛矿光电探测器 175
6.3.1 光导型光电探测器 175
6.3.2 光敏晶体管型光电探测器 180
6.3.3 光敏二极管型光电探测器 183
6.4 结论与展望 189
参考文献 190
索引 196
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