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钙钛矿是什么结构,钙钛矿的晶胞参数

时间:2023-02-21来源:www.flowers-club.com

钙钛矿材料是一类有着与钛酸钙(CaTiO3)相同晶体结构的材料,是GustavRose在1839年发现,后来由俄罗斯矿物学家L.A.Perovski命名。钙钛矿材料结构式一般为ABX3,其中A和B是两种阳离子,X是阴离子,一般为立方体或八面体结构。

 

这种晶体结构具备多种理化性质,如高吸收系数,长激子寿命和扩散长度,高双极迁移率和低激子结合能等等,因此其在太阳电池中应用广泛,同时在固体燃料电池、固体电解质、传感器、高温加热材料等诸多领域也有应用。

 

钙钛矿有两类结构:介观结构和平面异质结结构:

 

介观结构钙钛矿太阳能电池是基于染料敏化太阳能电池(DSSCs)发展起来的,和DSSCs的结构相似:钙钛矿结构纳米晶附着在介孔结构的氧化物(如TiO2)骨架材料上,空穴传输材料沉积在其表面,三者共同作为空穴传输层。在这种结构中,介孔氧化物(TiO2)既是骨架材料,也能起到传输电子的作用。

 

平面异质结结构将钙钛矿结构材料分离出来,夹在空穴传输材料和电子传输材料中间。激子在夹芯的钙钛矿材料中分离,这种材料可同时传输空穴和电子。


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钙钛矿的晶胞参数

 

钙钛矿(Perovskite)CaTiO3

 

对称特点: 高温变体为等轴晶系,点群m3m,空间群Pm3m;在600℃以下转变为正交晶系,点群mmm,空间群Pcmm

 

晶胞参数: 高温变体ao=3.85埃,Z=1;

 

在600℃以下ao=5.37埃bo=7.64埃,co=5.44埃,Z=4

 

晶体结构: 在高温变体结构中,钙离子位于立方晶胞的中心,为12个氧离子包围成配位立方-八面体,配位数为12;钛离子位于立方晶胞的角顶,为6个氧离子包围成配位八面体,配位数为6。

 
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