第六十二章 鈣鈦礦傳輸層（1/2）

許秋找到吳菲菲，請教道：

「吳菲菲學姐，可以給我介紹下你做的鈣鈦礦太陽能電池領域嗎？」

「可以啊，鈣鈦礦材料，是一類分子通式為ABX3的物質，」吳菲菲的：

「對於鈣鈦礦太陽能電池領域，A常用的分子結構為CH3NH3和H2NCHNH2，分別簡稱為MA和FA。

B通常為鉛元素，X為鹵素元素，通常用碘元素，溶劑通常採用DMF。

最經典的兩種鈣鈦礦材料的分子結構就是MAPbI3和FAPbI3，分別是用MAI或FAI與碘化鉛混合製成。

這個領域現在主要問題是鉛的毒性，以及器件在空氣或高濕度環境下的不穩定性。」

「可以拿它們做有機光伏器件的傳輸層材料嗎？」許秋道。

「從溶劑的角度上來看，是可行的，因為旋塗有機器件的有效層溶液是氯仿、氯苯之類的，它們不能溶解鈣鈦礦材料。

但從光吸收角度來看，MAPbI3和FAPbI3這兩種經典鈣鈦礦材料恐怕不太合適。

因為，這兩種分子主要是用來做有效層的，它們的禁帶寬度大概在1.5-1.7電子伏特，在可見光範圍內有很好的光吸收性能。

要是做傳輸層的話，會造成射入到有效層的太陽光強度減少，降低光電轉換效率。

我們常用的傳輸層材料，比如PEDOT:PSS、氧化鋅等，通常都是禁帶寬度大於2電子伏特的材料。」吳菲菲道。

許秋想了一會兒，問道：

「那有沒有辦法將鈣鈦礦材料的禁帶寬度，也提高到2電子伏特以上呢？」

「辦法是有的，修改A、B、X，均會對形成的鈣鈦礦材料的理化性質造成影響，其中就包括改變禁帶寬度。」

吳菲菲在她的文件袋中翻出一篇文獻，遞給許秋，說道：

「這樣吧，我給你一篇綜述，上面有近些年來報導的鈣鈦礦材料的理化性質，你可以對照著篩選一下。」

「好的。」

……

許秋現在面臨的第一個問題是，找到具有高禁帶寬度的鈣鈦礦材料。

對於半導體來說，如果光子的能量低於其禁帶寬度，則無法被半導體吸收。

比如矽的禁帶寬度約為1.1-1.3電子伏特，那麼只有超過1.1-1.3電子伏特能量的光子才能被矽吸收，對應于波長小於1000納米內的光。

因此，矽材料可以吸收部分紫外線、可見光（390-780納米）以及部分紅外線，幾乎完美的覆蓋了整個太陽光譜，這也是矽電池光電轉換效率高的原因。

許秋翻閱文獻，上面列舉了一系列的鈣鈦礦材料，有禁帶寬度超過3.0的，也有接近1.0的，還有的材料有多個禁帶寬度值。

他仔細一看，原來是不同研究者採用的測試方法不同，分別用紫外光電子能譜和循環伏安法，兩種方法測出來的結果不一樣。

看來這禁帶寬度的數據也只能做為參考。

翻看了一會兒，他突然意識到一個問題，得先看看實驗室里有什麼試劑啊。

不然，好不容易找到了合適的材料，結果發現實驗室沒有，那不就尷尬了。

「吳菲菲，鈣鈦礦的藥品，我們都有什麼啊？」許秋道。

「現在我常做的是兩種標準體系，就是MAI、FAI和碘化鉛，至於其他的……」吳菲菲頓了頓，說道：

「反正都放在我的盒子裡，你找找看吧，我的盒子是一個半透明的樂扣盒，上面用記號筆標有WFF。」

「好的。」

許秋做好防護措施，進入手套箱。

他找到吳菲菲的專用試劑盒，裡面裝有好多白色塑料瓶裝的藥品。

MAI和碘化鉛的瓶子有很多，看來這兩樣是她最常用的。

翻了半天，許秋只找到兩種對他有用的藥品，氯化鉛和溴化鉛，可以將它們兩個與MAI和FAI兩兩混合。

從而得到四種鈣鈦礦材料，分別是MAPbBr3、MAPbCl3、FAPbBr3和FAPbCl3。

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