基于有机/无机杂化钙钛矿(MAPbI3)薄膜电双稳器件的研究

摘要

随着信息时代的到来，高性能存储器件受到了越来越多的关注，人们不断寻找新的材料来制备性能优良的存储器件。近几年来，一种新型的有机/无机杂化钙钛矿材料，因其结晶度好、迁移率大等优点，在光电子领域受到越来越多的关注。本论文主要围绕有机/无机杂化钙钛矿(MAPbI3)开展了有机电双稳器件的研究，主要工作内容如下:
　　(1)聚3，4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT∶PSS)因其良好的透光性与导电性被广泛的应用到光电器件的研究中，本工作将PEDOT∶PSS与钙钛矿相结合，制备新型电双稳存储器件，并研究其电双稳特性。首先，采用一步法（one-ste）制备了钙钛矿薄膜并对其形貌进行了表征。通过溶液旋涂法在玻璃衬底上制备结构为ITO/PEDOT∶PSS/MAPbI3/Metal(Cu/Au/Ag/Al)的器件，并对器件的电双稳特性进行了测试。通过对比不同金属电极器件的性能，发现不同金属电极的双稳器件工作电压不同，但都具有一定的双稳特性，其中，以铝、铜作为电极的双稳器件稳定性较好，最大开关比均可达到103。最终，通过对器件I-V进行了线性拟合，探究了器件在不同阶段电荷传输的机制，分析了器件电双稳特性的产生机制。
　　(2)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)因其优良的介电特性，良好的稳定性，低廉的制备成本，溶液制备的无毒等特性，而在新型光电子存储器件中受到了广泛的关注。本研究将PMMA引入到了钙钛矿双稳器件的研究中，通过制备结构为ITO/PMMAMAPbI3/Al的单层电双稳存储器件，并对功能层中PMMA的不同含量对器件性能的影响进行了探究，并优化了器件性能。当共混功能层中PMMA∶MAPbI3的质量比较大时，器件的介电特性占主导，导致器件没有双稳特性;当共混功能层中PMMA∶MAPbI3的质量比较小时，钙钛矿的导电性占主导，器件的电双稳态的稳定性较差。而当PMMA∶MAPbI3的质量比为1∶31时，共混钙钛矿溶液制备的器件性能最好，最大开关比达103，器件稳定。通过比较共混器件与双层器件的双稳性能，发现活性层内异质结造成的电荷俘获中心较少时.器件的双稳特性较差。最后对I-V曲线进行了线性拟合，研究了器件在不同阶段电荷传输的机制，并分析了器件电双稳特性的产生机制。

目录

声明

致谢

摘要

1 序言

1．1 有机电双稳器件研究背景

1．2 电双稳器件的基本介绍

1．3 有机电双稳态器件的工作机制

1．4 有机电双稳器件／材料体系

1．4．1 有机金属配合物材料体系

1．4．2 有机／无机纳米杂化体系

1．4．3 聚合物结合小分子体系

1．4．4 有机／无机杂化钙钛矿体系

1．5 本论文工作和意义

2 基于钙钛矿(MAPbI3)薄膜电双稳器件的制备与研究

2．1 引言

2．2 制备过程使用的化学试剂

2．3 钙钛矿(MAPbI3)电双稳器件制备过程

2．4 钙钛矿电双稳器件不同电极性能探究

2．4．2 Au电极电双稳器件I-V曲线

2．4．3 Al电极电双稳器件I-V曲线

2．4．4 Cu电极电双稳器件I-V曲线

2．5 稳定性结果表征

2．6 I-V曲线线性拟合以及结果分析

2．7 本章小结

3 基于PMMA：MAPbI3电双稳器件的制备与研究

3．1 引言

3．2．2 共混薄膜器件实验制备过程

3．3 基于PMMA：MAPbI3的电双稳态器件的研究

3．3．1 不同浓度PMMA对器件ITO／PlVhMA：MAPbI3／Al的性能影晌

3．3．2 器件ITO／MAPbI3／Al的I-V曲线

3．3．3 双层器件制备以及双稳性能表征

3．3．4 器件ITO／PMMA：MAPbI3／Al稳定性结果表征

3．4 ITO／PMMA：MAPbI3／Al机理讨论与曲线拟合

3．5 本章小结

4 结论与展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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