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通式ABX3的三维杂化卤化物钙钛矿,其中A是小的有机/无机阳离子(例如CH3NH3+,H2NCH2NH2+,Cs+),B是金属(Pb2+,Sn2+,Ge2+),X是卤素(I-,Br-,Cl-)已成为光伏和富光电子器件应用的革命性半导体材料。这一现状源自多种有趣的物理特性的融合,这些特性包括极高的光吸收率,很小的空穴和电子有效质量,扩散长度长,电荷载流子迁移率高以及潜在的铁电畴。尽管在光电应用中基于铅的3D混合钙钛矿取得了长足的进步,但仍存在一些不利于其未来实际商业化的缺点,特别是其化学成分中存在铅,其毒性问题引起了人们的严重关注关于基于铅的混合钙钛矿的实际可行性。它们的大规模应用严重污染了环境。在这方面,已经提出了许多设计策略来解决这个问题。最直接的方法是使用其他IVA族金属(例如Sn和Ge)代替铅,从而组装新的无铅候选材料。但是,他们的光伏设备性能不及基于Pb的同类产品。元素取代Pb的设计策略已扩展到卤化双钙钛矿(HDPs)族A2B’B’’X6,可以通过使用两种取代方法来替换晶格中的两个Pb2+离子来构建无铅的杂价(一价和三价)金属阳离子。大量研究表明,对于这些HDPs,可以实现与CH3NH3Pb I3相当的高效率,长的载流子扩散长度和合适的带隙。从结构的角度来看,HDPs的A2B′B′′X6结构为在B位取代具有不同氧化态的不同金属阳离子,在A位取代了各种有机和无机阳离子以及卤化物的变化提供了一条可行的途径。HDPs的这种结构灵活性可提供丰富而有趣的物理属性,包括窄带隙,高光子吸收以及良性机械稳定性和光致发光。因此,在进行了初步研究之后,HDPs的这些令人惊奇的优点引起了人们对其光学性能和稳定性的研究兴趣。本文使用配体辅助再沉淀方法成功合成了Cs2Na Bi1-xSbxCl6(x=0,0.25,0.5,0.75,1)和Cs2Na1-xAgxBi Cl6(x=0,0.05,0.1,0.2,0.4,0.6,0.8,1)两个系列的纳米晶。通过一系列表征手段深入探究了其晶体结构、光学性质和稳定性。(1)具有高稳定性的近紫外发光Cs2Na Bi0.75Sb0.25Cl6钙钛矿胶体纳米晶体本文使用室温配体辅助再沉淀方法合成Cs2NaBiCl6和Cs2Na Bi0.75Sb0.25Cl6纳米晶。X射线衍射仪和透射电镜测试均证明了两者结晶度良好且无明显晶格缺陷。通过调节表面配体油酸的比例得到反应最佳条件为3%油酸,此条件下得到的Cs2NaBiCl6钙钛矿纳米晶的荧光量子产率39.05%。当化学式为Cs2Na Bi0.75Sb0.25Cl6时,荧光量子产率提升到了46.57%。此外,对Sb掺杂的机理进行了瞬态荧光寿命检测,证明了荧光量子产率的提升归因于重组路径的增加。同时我们系统地研究了Cs2Na Bi0.75Sb0.25Cl6纳米晶溶液的空气稳定性、水稳定性以及粉末空气稳定性,相较于类似钙钛矿具有更好的稳定性,显示出巨大的光电应用潜力。(2)银掺杂Cs2NaBiCl6钙钛矿纳米晶的合成及性能研究本文通过高效简单的室温配体辅助再沉淀方法合成了Cs2Na1-xAgxBi Cl6(x=0,0.05,0.1,0.2,0.4,0.6,0.8,1)纳米晶。在此方法中,Cs Cl、Na Cl、Bi Cl3、Ag Cl按照一定比例溶于DMSO中形成前驱体溶液,然后取100μL前驱体溶液滴加至反溶剂异丙醇中,离心后得到所需产品。通过紫外可见吸收、荧光发射、粉末X射线衍射仪等多种表征手段相结合,探究了Cs2Na1-xAgxBi Cl6(x=0,0.05,0.1,0.2,0.4,0.6,0.8,1)的微观形貌、晶体结构和光学性质。此外,本文还采用了瞬态荧光光谱对Ag离子掺杂造成的影响进行了动力学探究,并进一步解释了荧光发射增强的机理。总之,Cs2Na0.6Ag0.4Bi Cl6纳米晶体现出良好的光学性质和稳定性,有望用于将来的器件开发(如LED等)。