钙钛矿结构及其制备方法 ppt课件
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钙钛矿ppt范文第一页:标题:钙钛矿的结构与性质第二页:1.什么是钙钛矿?-钙钛矿是一种具有ABX3晶体结构的材料。
-其中,A位是钙钛矿结构的阳离子,B位是典型的过渡金属离子,X 位是典型的卤素离子。
-钙钛矿的特点是具有良好的光电转换效率和较高的吸光系数。
第三页:2.钙钛矿的结构-钙钛矿的晶体结构为ABX3,其中A位为有机阳离子,B位为金属阳离子,X位为卤素阴离子。
-钙钛矿晶体结构中,A位与B位之间有一个无机钙钛矿层。
-钙钛矿晶体结构中,A位和B位之间的正离子和负离子分别通过包含有机阳离子的晶格壳层进行分隔。
第四页:3.钙钛矿的制备方法-溶液法:通过将金属硝酸盐和有机酸溶液在适当温度下混合,形成钙钛矿溶液,再通过旋涂、退火等步骤形成薄膜。
-气相沉积法:通过在高温下将金属有机化合物蒸发,使其与气相中的卤素发生反应,生成钙钛矿晶体。
-离子溶胶凝胶法:通过将金属离子与络合剂溶解在有机溶剂中,形成溶胶,再通过凝胶化、干燥等步骤形成钙钛矿薄膜。
第五页:4.钙钛矿的光电性能-钙钛矿具有较高的吸光系数,能有效吸收太阳光谱范围内的光线。
-钙钛矿的电子传输率和载流子迁移率较高,有利于电荷的分离和传输。
-钙钛矿的光电转换效率较高,目前已超过25%。
第六页:5.钙钛矿的应用前景-钙钛矿可用于太阳能电池、光电探测器、光电催化等领域。
-钙钛矿太阳能电池具有高效率、低成本、可弯曲等特点,是光伏领域的热门研究方向。
-钙钛矿可能应用于光电催化反应,具有优异的光催化性能。
第七页:结论:-钙钛矿具有优异的光电转换效率和发展潜力。
-通过不同的制备方法,可以制备出具有良好性能的钙钛矿薄膜和晶体。
-钙钛矿在太阳能电池、光电探测器、光电催化等领域具有广阔的应用前景。
一、钙钛矿结构示意图钙钛矿型复合氧化物是结构与钙钛矿CaTiO3相同的一大类化合物,钙钛矿结构可以用ABO3表示(见上图),A位为稀土元素,阳离子呈12配位结构,位于由八面体构成的空穴内;B位为过渡金属元素,阳离子与六个氧离子形成八面体配位。
钙钛矿型催化剂在中高温活性高,热稳定性好,成本低。
研究发现,表面吸附氧和晶格氧同时影响钙钛矿催化活性。
较低温度时,表面吸附氧起主要的氧化作用,这类吸附氧能力由B位置金属决定;温度较高时,晶格氧起作用,不仅改变A、B 位置的金属元素可以调节晶格氧数量和活性,用+2或+4价的原子部分替代晶格中+3价的A、B原子也能产生晶格缺陷或晶格氧,进而提高催化活性。
二、双钙钛矿结构示意图近年来,双钙钛矿型氧化物得到了越来越广泛的关注,双钙钛矿的通式可表示为A2B’B’’O6,标准的A2B’B’’O6型氧化物可以看作是由不同的BO6八面体规则的相间排列而成。
一般情况下B′和B″是不同的过渡金属离子,其晶体结构如图2所示。
A2B’B’’O6结构双层钙钛矿型复合氧化物呈NaCl型结构相见排列。
多数情况下双层钙钛矿氧化物结构也将发生畸变,它的结构一般由离子大小、电子组态和离子间相互作用等决定,而且双钙钛矿结构中B’O6和B’’O6八面体的稳定性对整个结构的稳定性起着很重要的作用,B′位、B″位离子相应的氧化物越稳定,则钙钛矿结构越稳定。
双钙钛矿型复合氧化物的制备近年已成为材料科学的重要发展方向。
从理论角度上看,双钙钛矿氧化物材料可以提供更加丰富的变换组合,给研究者提供了广阔的研究空间。
Sr2FeMoO6属于典型的A2B’B’’O6结构氧化物,其理想形式为Fe3+和Mo5+分别有序地占据B′和B″位置,FeO6八面体和MoO6八面体在三维空间以共角顶的方式相间排列组成三维框架,Sr2+则填充在由8个八面体所围成的空隙的中心位置,如上图所示。
实际上,由于占据A位、B′位及B″位的Sr2+、Fe3+、Mo5+并不是像标准立方双钙钛矿结构那样完全匹配,因此,在常温下其结构并非为立方对称,而是沿c轴方向有一个拉伸,畸变为四方对称结构。