【《钙钛矿型氧化物的探析进展综述》6700字（论文）】.docx

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1、钙钦旷型信你三究蝙综述摘要近年来我国对于钙钛矿型材料的研究颇为盛行,查阅相关资料可以知道钙钛矿型材料的化学通式为ABO、具有稳定的晶体结拘,由于A位圈子和B位圈子都可以被半径相近的其他金属离子取代或者根据化学计量式进行掺杂.故而表现出复杂而独特的性质。双钙钛矿型材料与普通ABO3型钙钛矿材料相比,除掺杂其他元素会引起材料性质改变之外,由于B位离子排布的无序性也会使其性质表现得更为复杂多样，因此也引起了研究人员的广泛兴趣。国内外研究人员己经对钙钛型材料及双钙钛矿型材料JS行了多年细致深入的研究并将研究成果发表于各大期刊，本文通过阅读相关文献.综述总结了钙钛矿型材料及双钙钛犷型材料的优势、不足之处

2、、应用及应用前景。关键词：钙钛矿;双钙钛犷;掺杂;用究迸展;应用前景目录引官-41 .相关界定11.1.钙钛矿型材料21.2双钙钛（型材料32 .旷型材科的研版史43 .趣丁期材科f1.三势、触前景53.1 钙钛旷型材料的优势63.2 钙钛旷型材料的应用前景3.2.1 拈钛矿型材料在催化方面的应用前景3.2.2 钙钛矿型材料在光电方EO的应用前景3.3.3钙钛矿型材料在太阳能电池中的应用前景4双钙钛IT型材料的优势、应用葡餐4.1 双钙钱型材料的优势4.2 双钙钱型材栽在催化技术中的应用前景做结理如引言钙钛矿是一种容易制备、方便改性、效率还比较高的新型材料,自1839年到目前为止,众多科研人士

3、致力于对这种材料的研究,而双钙钛矿型材料作为钙就矿型材料的一个重要分支,其各种优越于其他普通材料的性质同样值得我们去探索，本文针对钙钛丁型材料的研究历史、目前的主要应用、这种材料被应用的优势及存在的问题、这种材料的分支之一双钙钛矿型材料相较钙钛矿型材料的优势所在、不足之处、应用前景等迸行归纳总结；钙钛旷型材料的结沟通式为：ABo1.A位为有机阳离子.B位为金国离子，双钙钛矿型材料的结构通式为：AzBjB-06.A位离子通常为破金属离子.B位离子通常为过谟族金属或镯系金国离子，其中B位离子因其制备条件的不同会有不同的排布情况，而双钙钛犷型材料其性质又与B位圈子的排布有关.因此即便是同样的氧化物,

4、因其制备条件的不同也会使得双钙钛矿型材料表现出不冏的性质。1.相关概念界定U钙钛矿型材料钙钛矿型材料是氧化限逢物质中的一种材料,它是钙钛矿石中含钛酸钙的一种材料，由于这种材料在结构上具有许多特性,所以在凝聚态物理学中对这种材料的研究和应用是非常普遍的。这种材料的分子通式一股为ABOh结利多为立方晶体结构.构成钙钛矿型材料的A位正离子通常是稀土和碱土等半径较大的离子,因为半径较大的离子通常具有稳定钙钛矿结构的作用；沟成钙钛旷型材料的B位正离子通常具有较大的离子半径，由于该位省正圈子价态的不稳定性，元素之间的内聚力很小，因此这样的离子通常会决定钙钛旷型材料的结构状态；钙钛丁型材料由于具有椅定的分子

5、结构、独特的磁感应特性和较高的氧化还原反应能力、氢解、异构化、电催化等特殊性质,因此从理论上讲钙钛是一种新型并且具有巨大发展潜力的理想化材料。1.2双钙钛矿型材料双西钛旷型材料作为钙钛矿型材料的重要分支同样吸引着众多科研人士的注意.双钙钛矿型材料是在钙钛旷型材料AB0;的基础上进行命名的,其结构通式为AzBB(K双钙钛旷型材料的晶体结构同钙钛丁型材料的晶体结构一样也是立方结构。双钙钛丁型材料的很多性痍如巨磁阻效应、巨介电性、感学性质(顺磁性、铁磁性、反铁磁性、抗磁性)、电学性质(铁电性，反铁电性、压电性、热降电性、超导性)、催化性防等决定了这种材料的应用方向及应用前景，而目前对于双誉钛犷型材料

6、的应用阴究主要集中在光催化技术中，本文通过对相关文献的阅读针对双钙钛矿型材料在光催化技术中的应用前景目前所体现出来的优势、存在的不足等诳行了归纳总结。2 .钙钛矿型材料的研究历史近年来,钙钛矿型材料的研究引起了热潮.大量的文献对该材料的研究迸行综述,但很少有文献专门回顾该钛矿型材料的发展历史,因此本文将首先列出历史上与钙钛矿型材料相关的一些标志性发现及科学研究的成果：1839年,德国科学家GusiavRose在一次考察中发现了CaT1001892年，美国科学家H.1.We1.1.s首次基于CsPbX3生成了钙钛矿这种化学物质。1947年和1955年,西班牙生物学家飞利浦和美国大学WeSIern

7、E1.eCIriC揩氧通族的钻钛矿用于机电工程传感器。1957年,荷兰生物学家C.K.Mo1.1.cr阐明了生物学家H.1.Wc1.1.s制备出的CSpbXa钙钛矿这种物质的结沟。同年,德国科学家西门子招氢寓族钙钛用于电阻器；电阻器是一种电流限流组件,电阻器连接到电路后.电阻器的电阻值是固定的,可以对所连接环路的电流大小加以限制.电陷大小通常与温度、材料、长度及截面积有关，电阻的关键物理特征是它可以揩电磁器转化为其他的能量,因此它是一个耗能的组件,但是目前的研究对电阻器能耗这种缺陷已经改善了很多。1962年,加拿大生物学家林格(AERingWOod)明确提出地咏的浅层核心由MgSio3钙钛组成

8、。1964年,荷兰生物学家CoinpagnieGenera1.eE1.eciricit6使用钙钛旷固体电级用作在燃料电池中；揩钙钛矿型材料用于燃料电池后,因为钙钛旷型材料其结构的检定性、高的电导率、合适的热膨胀系数、高的氧表面交换系数以及优越的催化活性等优点使得燃料电池的性能有了很大的改善。1971年,美国科学家埃克森美孚研究工程公司(ExxonRcscarchEnginccring)开发了一种基于钙钛矿阴极的电催化装芭,该装芭可将醇类转化为醺类。1975年,日本生物学家日立(Hitachi)设计了一种基于钙钛矿型材料的气体传感器；气体传感器是一种转换器，可将某种类型的蒸气其摩尔分散转换为匹配

9、的电子信号；在现阶段，我国常见的气体传感器包括催化燃烧装置气体传感器,半导体材料气体传感器和光催化气体传感器.导热池式气体传感器,磁氧传感器,红外感应气体传感器等。1978年,德国科学家DWcbcr首次制备了可形成有机无机杂化的钙钛矿。1979年,日本生物学家NGKInsu1.ators发布了一种基于钛酸颖BaTiO3的蜂窝结构型物质;钛酸物是一种强介电化合物的材料.具有高介电常数和低介电损耗的性质.在电子陶流中的使用很广泛；钛酸钢在30C-1460C之间会转变为立方西钛矿型结构；将钛酸领用于加热元件可以改变物质的居里温度。1981年，美国科学家GTE在实验室开发了一种基于钙钛矿晶体的激光器。

10、1988年,英国科学家FaTantiPIC(英国奥尔德姬)预言了基于结钛结构的超导体未来的发展趋势。同年,日本生物学家夏普(Sharp)基于稀土与钙钛旷混合的结构.开发了一种用于火力发电的转换材料；热电转化材料是一种可以随着温度的改变其参数也会发生相应变化的材料，如电阻、电势差等；热电转化材料的优势是可以将工业产生的废热很好地进行利用，避免了能量的浪费C1994年，美国科学家IBMCorporationDB.MitZi等人通过有机无机杂化形成的钙钛矿来制备1.ED组件。1996年,美国波音公司推出了具有钙钛矿结沟的他楮卤化物,隹为光电子学的非线性光学晶体；非线性光学晶体是一种可以对激光强电场进

11、行二次以上显示的非线性光学效应的晶体,可以对激光束进行调制、调幅、调偏、调相,其在激光技术等领域有着十分重要的应用价值。1999年，日本生物学家MUraSCChikao招钙钛/型材料的稀土氧化物结构这种材料用作太阳能电池的光吸收涂层。格钙钛矿型材料的稀土氧化物结构这种材料作为太阳能电池的光吸收涂层后，太阳左电池的吸光性能得到了很大的改善.目前我国关于钙钛矿型材料的稀土氧化物结沟这种材料作为太阳能电池的光吸收涂层的用究己经使得太阳能电池的光电转化效率超过了22%o自2(X)0年以来，尤其是自2012年以来，在改进了钙钛矿型材料在太阳能电池中的使用之后，爆炸性的科学研究成果逐渐出现。3 .钙钛矿型

12、材料的优势、应用前景3.1 钙钛矿型材料的优势目前我国对于钙钛矿型材料的研究及应用主要集中于对催化技术、光伏技术等的研究上，其中光伏技术中应用最广泛的就是太阳能电池了，的钛旷太阳能电池是一种由有机化合物和无机化合物组合而成的新型太阳能电池，其原理是将太阳能转化为电能；与传统的硅晶太阳作电池相比,钙钛旷太阳能电池的成本比较低、相对来说更好制作并且钙钛矿材料的柔韧性相对来说较好,但是锂电池和超级电容器等传统产品是刚性的,在弯曲和拉伸时很容易损害光电、催化等特性,甚至可能会引起短路从而使得安全问题得不到保障，因此为了解决这个同题，下一代有关电子方面的设备具发展就需要考虑到柔韧性,而太阳能电池的柔韧性

13、主要取决于基板,柔性太阳能电池的基板通常分为以下两类：塑料和金属材料，塑料基板材料主要是PEN、PET等，而金属基板材料主要是钛、铜、不锈钢板和箔等；塑料基板成本低、弯曲性能好、透光率高、化学检定性好,但是蟠料基板的主要问题是其有限的加工公差温度.这就限制了所有加工过程时的操隹温度,在较高的温度下,塑料基板会发生变形、板材的电阻会增加：而金属基板则避免了塑料基板存在的这些缺点.其良好的热稳定性、电有导电性和良好的耐儡蚀性使得太阳能电池性能有了很大的提升；因为钙钛旷太阳能电池的效率己经显著的高于传统的硅晶太阳能电池.我国众多科研人士想要钙钛矿太阳能电池能在短时间内达到25%的转化效率,以目前研究

14、形势来看,想要实现25%的转化效率指日可待。3.2 钙钛旷型材料的应用前景3.2.1:矿型材料在催化方面的应用前景因为钙钛矿型的材料具结沟多为立方体或者八面体,由于这种结沟的独特性,钙钛旷型材料在高温催化反应和氧化催化方面具有潜在的应用前景。但是在现阶段,我国关于钙钛丁型材料的研究重点是对材料结抱的研究,也正是因为钙钛丁型材料结构的这种特殊性使得其在催化方面的应用十分广泛；比如说我国长期以来使用的催化剂都是以贵金属作为主要的活性组分,并且我国多年来把这种旧式的催化剂认为是净化汽车尾气的最有效的一种催化剂,但是由于贵金属资源短缺、价格昂贵、易挥发等不利因素使得这种由贵金属组成的催化剂在能源、价格

15、、热稳定性等方面并不占太多的优势,所以众多科用入土一直致力于寻找一种具有高净化效率、低价、稳定但不含有贵金属的新型材料作为催化剂，而钙钛矿型材料这种新型的材料具有低价、高效、组分灵活等优势,这就使得这种以钙钛矿为主要材料的新型催化剂其催化性能在一定程度上实现了提升；同时也正是由于钙钛/型材料的组成及结构的灵活多变性.使得钙钛型材料目前在我国被看成是固态化学、物理学、催化等基础领域的新型样板材料。3.2.2矿型材料在光电方面的应用前景有着很好光电性质的钙钛旷型材料引起了众多科研人士的关注,钙钛矿型材料在光电方面的应用包括太阳能电池、发光二极管、激光器、光电探测器等；钙钛型材料最早是在的钛了矿石中

16、的钛酸钙中发现的.随若科学研究的不断进步专冢们发现可以用其他元素代替的钛型材料中的某些元素,因此为了改善这些材料的物理性能,科研人士们通过掺杂、替换元素等获得了一系列具有钙钛晶体结构的有机化学金属材料,并且将这些氧化物用于太阳能电池、发光二极管、激光器、光电探测器等中。3.2.3:矿型材料在太阳能电池中的应用前景2009年，由钙钛矿型材料制成的太阳能电池的太阳靠转换率为3.802014年,钙钛丁型材料制成的太阳能电池的太阳能转换率为19.3%,与传统的晶体硅电池相比,能耗水平超过了20%,根据目前的科学研究,这种材料的特性仍将会持续得到较大的改善；与传统技术采用的结晶硅相比,钙钛矿作为原材料会便宜很多,并且可以将其涂在夹层玻璃上，而不必在洁净室