钙钛矿纳米晶的溶剂热合成及光电性能研究(3)
溶剂热法是由水热法发展而来的，它与水热法的主要区别是其所用的溶剂为有机物或者非水媒。水热法一般只适用于氧化物功能材料的制备，像一些如半导体材料、氟化物等对水敏感的材料则不能用水热法来制备，只能用溶剂热法来合成。此外溶剂热法还有能耗低、可以对颗粒形状进行控制等优点。但是溶剂热法也存在一些缺点，例如其产率较低等。
1.3 钙钛矿太阳能电池的发展
科学家们首次在氧化钙钛矿型材料BaTiO3中观测到光电流可以追溯到1956年。在此之后，在LiNbO3中也观察到了类似的现象，后来的研究发现，这是由于空间电荷分布在晶体表面形成的内部场造成的——铁电性。受这些开创性研究的启发，研究人员开始探索这些氧化钙钛矿在光伏应用（太阳能电池）方面的潜力。
在其后的1999年，Mitzi研究组[8]对有机金属卤化物的光电性能进行了首次研究，并把它应用在了光电二极管上，发现此类材料具有良好的光电性能，但是并没有对其光伏性能进行进一步的探索。
进入2000年以后，钙钛矿太阳能电池得到了快速的发展。首先是Kojima等人[9]在2006年报道了利用复合型钙钛矿作为光吸收层的太阳能电池，其最高效率虽然只有2%，但是他们发现钙钛矿吸收层的光吸收效率是普通染料的10倍。三年之后的2009年，Miyasaka课题组[10]利用CH3NH3I和PbI2合成了首个铅卤钙钛矿太阳能电池，虽然其效率只有3.8%，稳定性也并不好，但是其在可见光区具有很宽的吸收普段，而且能够获得高达0.91V的开路电压，这让很多科学家认为铅卤钙钛矿太阳能电池具有很大的开发潜力。2011年，N.GPark等[11]通过对TiO2表面进行修饰，降低TiO2层的厚度等，将钙钛矿太阳能电池的效率提生到了6.5%，但是其电池的稳定性则降下降了很多。在随后的2012年9月，Snaith等[12]用Al2O3代替TiO2，并首次将氯元素引入到钙钛矿太阳能电池中，得到的钙钛矿电池效率提高到了10.9%。在一年后，Snaith等又通过共蒸发法制备了全新的平面异质结钙钛矿电池，其效率达到了15.4%,这在当时引起了极大的关注。到2014年5月，美国加州大学的Yang等人已经将钙钛矿太阳能电池的效率做到了19.3%，并且得到了权威的认证。
与第一代硅基太阳能电池和第二代薄膜太阳能电池相比，钙钛矿电池具有很多优势，例如卤化物钙钛矿的光吸收能力是染料薄膜的十倍；硅基电池的制作需要用到高价位的高纯硅，而钙钛矿电池则只需相对低价的有机、无机材料；钙钛矿材料具有很高的载流子扩散长度，利于载流子的输运；钙钛矿电池的开路电压可以达到1.3V之高；此外钙钛矿太阳能电池的结构比较简单，主要由玻璃基底、TiO2致密层、多孔层、钙钛矿层、金属电极五部分构成，易于大规模生产[13]。
1.4 钙钛矿电池的研究现状
1.5 选题目的及意义
最近几年，钙钛矿太阳能电池发展迅速，已引起世界范围内材料领域的广泛关注，但是电池本身还存在诸如含有重金属元素Pb、稳定性差等缺点。本实验拟采用碘化铋、碘化铯等无机盐代替碘化铅，利用溶剂热法探索合成新的钙钛矿材料，并用紫外-可见光谱吸收仪、扫描电镜等对其进行表征，与常温反应下制备的材料性能进行对比。
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