关于新型无机半导体材料Cs_2InBiCl_6合成的研究

卤化物钙钛矿化合物,例如有机-无机杂化物半导体材料CH3NH3Pb I3,是一种新兴的光电材料。近些年来,这种材料因为其优异的光电性能吸引了很多的关注。由于CH3NH3Pb I3吸收系数很高,并且具有很高的载流子迁移率,因而它表现出了做为太阳能电池能量吸收层材料的潜力。在近些年,科研工作人员已经研制出了基于CH3NH3Pb I3的能量转换效率高达22.1%的太阳能电池。除此之外,CH3NH3Pb I3由于其可在溶液中处理的特性,使得基于CH3NH3Pb I3的太阳能电池合成和组装过程非常简单,相比于传统多晶硅太阳能电池合成和组装工艺,能耗大大降低。但是卤素钙钛矿中的铅元素毒性很大,这个缺点严重限制了卤素钙钛矿的大规模的商业化使用和生产,所以探索不含铅的卤素钙钛矿材料成为了近期非常火热的研究方向。所以,在本论文中,研究人员尝试了溶液法、气相沉积法、固气双向反应法去探索合成该材料的可能性。通过实验发现、尽管该材料根据理论计算在热力学上是可以稳定存在的,但是从氧化还原反应的角度,该材料是非常不稳定的。研究人员从实验上证实了该材料会发生自身氧化还原反应,无法稳定存在。文中第一次从氧化还原反应的角度去探索了该材料,为今后理论和实验研究双元卤素钙钛矿材料提供了更多借鉴:在考虑新材料热力学稳定性的同时还应当考虑新材料的氧化还原稳定性。