27153

ساختار و فراوري فيلم‌هاي پروسكايتي〖MAPbI〗_3

كارشناسي ارشد

فوتونيك- فوتونيك

1398

1401/4/25

بيژن غفاري قمي

شهاب نوروزيان علم

فيزيك

امروزه نانومواد پروسكايت به دليل خواص مناسب اپتوالكترونيكي بسيار موردتوجه قرار گرفته‌اند. بااين‌حال تجاري‌سازي مؤثر فناوري پروسكايت به دليل مسائل متعددي از جمله پايداري، ساختار چندلايه دستگاه و غيره همچنان چالش‌برانگيز است. در اين پايان‌نامه، به‌منظور تنظيم خواص نوردهي لايه پروسكايت باهدف مهندسي سطح تماس، بهبود مورفولوژي فيلم، فرايند تبلور فيلم و ديناميك حامل از روش بهينه‌سازي شرايط فرايند بازپخت و مهندسي مواد افزودني استفاده شد. در بخش مهندسي مواد افزودني، هدف ما دستيابي به پروسكايتي با عملكرد بالا، بهبود پايداري نوري به كمك روش‌هاي فراوري ساده است. از ماده متيل آمونيوم سرب يدايد به‌عنوان ماده پروسكايت استفاده شد. دليل استفاده از سرب يدايد تنظيم مورفولوژي و ديناميك حامل بار و افزايش طول عمر حامل بار در لايه پروسكايت بود. با بهينه‌سازي ضخامت، دما و زمان بازپخت مورفولوژي فيلم پروسكايت و خواص نوردهي بهبود يافت. در نتيجه لايه‌نازك پروسكايت با كارايي بالا حاصل شد و مشخص شد خواص نوردهي به ‌اندازه دانه نيز بستگي دارد. با افزودن برم به‌عنوان مواد افزودني سعي بر تغيير گاف انرژي و بهبود پايداري نوري بود. استفاده از هالوژن برم مي‌تواند به طور قابل‌توجهي پايداري و ميزان روشنايي را افزايش دهد و علاوه‌برآن با تغيير درصد قابليت تنظيم گاف انرژي را فراهم آورد. انتخاب ماده پروسكايت مناسب، بهينه‌سازي و استفاده از مواد افزودني مناسب به طور هم‌زمان مي‌تواند هم‌افزايي كيفيت فيلم‌‌هاي پروسكايت را بهبود بخشد. فرايند رسوب‌گذاري فيلم پروسكايت باكيفيت بالا در دماي اتاق و با استفاده از مواد افزودني مناسب ايجاد شد. باتوجه‌به اثرات مواد افزودني، فيلم پروسكايت فراوري شده در دماي اتاق تنظيم گاف انرژي انجام شد. مهم‌تر از آن، ارتباط بين اندازه دانه كريستال در فيلم‌هاي پروسكايت اثبات شد. اين همبستگي نشان داد كه اندازه دانه و مرزدانه‌ها بر خواص نوردهي تأثير گذارند. چنين نتيجه‌اي فرصتي را براي افزاره پروسكايت با معماري ساده شده فراهم مي‌كند.

1401/07/26

Structure and processing of perovskite films 〖MAPbI〗_3

7/16/2023 12:00:00 AM

Recently, perovskite nanomaterials have received much attention due to their suitable optoelectronic properties. However, effective commercialization of perovskite technology remains challenging due to several issues including stability, multilayer device structure, etc. In this thesis, in order to adjust the exposure properties of the perovskite layer with the aim of engineering the contact surface, improving the morphology of the film, the process of crystallization of the film and the dynamics of the carrier, the method of optimizing the conditions of the annealing process and engineering of additives was used. In Additive Materials Engineering, we aim to achieve high-performance perovskite, improve optical stability by means of simple processing methods. Methylammonium lead iodide was used as perovskite material. The reason for using lead iodide was to adjust the morphology and dynamics of the charge carrier and to increase the lifetime of the charge carrier in the perovskite layer. By optimizing the thickness, temperature and annealing time, the perovskite film morphology and exposure properties were improved. As a result, the perovskite thin layer with high efficiency was obtained and it was found that the exposure properties also depend on the grain size. By adding bromine as an additive, we tried to change the energy gap and improve optical stability. The use of bromine halogen can significantly increase the stability and brightness, and in addition, by changing the percentage, it can provide the ability to adjust the energy gap. Choosing the right perovskite material, optimizing and using the right additives at the same time can improve the synergistic quality of perovskite films. The high quality perovskite film deposition process was developed at room temperature using suitable additives. Due to the effects of additives, the perovskite film processed at room temperature was adjusted by energy gap. More importantly, the relationship between crystal grain size in perovskite films was discovered. This correlation showed that grain size and grain boundaries affect exposure properties. Such a result provides an opportunity for a perovskite device with a simplified architecture.

پروسكايت , فيلم نازك , بازپخت , تنظيم گاف انرژي

Perovskite , Thin films , Annealing , Tuning bandgap

Farzane Yekkekar

Dr. Bijan Ghafari