随着社会的高速发展,人类对能源需求量日益增加。尤其是进入21世纪以来,城市化和工业化的日益普及,能源危机更加严峻,环境污染愈显突出,已成为当今世界的两大难题。因此寻找新型能源和新型能源材料势在必行。利用光伏技术将太阳能转化电能、热能、生物能等,对于解决能源枯竭和环境污染问题有着重要的意义,这为钙钛矿光电功能材料的发展应用提供了非常好的契机。CsPbBr系列全无机钙钛矿材料由于其晶体结构简单,能带结构特殊,比有机-无机杂化该系列钙钛矿材料稳定性好,是当今能源转化材料科研工作者的一个研究热点方向,也成为克服有机-无机杂化钙钛矿材料稳定性不足的一个突破方向。对于全无机钙钛矿材料的研究主要集中在Cs₄PbBr₆的发光机理上。人们对于Cs₄PbBr₆钙钛矿材料的光致发光机理存在着争议两方面的争议,一是认为Cs₄PbBr₆钙钛矿材料本身不会发光,而是内部存在的量子点CsPbBr₃第二相引起的,另外一部分认为Cs₄PbBr₆钙钛矿材料本身存在发光现象,是由其缺陷能级引起的,而何种缺陷能级也是争议的焦点。Cs₄PbBr₆对水异常敏感,合成纯相的过程中由于无法避免对水的接触而导致对其物相研究的困难。为了探究水的影响,在合成的Cs₄PbBr₆钙钛矿中滴加水,酒精和NaOH水溶液,研究羟基在Cs₄PbBr₆钙钛矿纳米晶光致发光性能中的作用。本文采用溶剂热法制备了Cs₄PbBr₆钙钛矿纳米晶,观察分析了含有不同类型羟基的溶剂对Cs₄PbBr₆钙钛矿纳米晶光致发光性能的影响,并与第一性原理计算相结合。实验与计算结果表明:1、通过第一性原理模拟计算表明,Cs₄PbBr₆钙钛矿材料的能隙约为3.899 eV,属于半导体材料;水分子引起的缺陷能级对Cs₄PbBr₆钙钛矿材料的能隙影响小;羟基引起的缺陷能级对Cs₄PbBr₆钙钛矿材料的能带结构会产生明显影响,在禁带1.3 eV处出现了羟基引起的缺陷能级,从而使得能隙变为2.6 eV,对Cs₄PbBr₆钙钛矿材料的光致发光性能产生影响;水,酒精和NaOH水溶液不会改变Cs₄PbBr₆钙钛矿材料的物相结构。2、通过透射电镜成像及物相分析表明,少量水进入Cs₄PbBr₆钙钛矿纳米晶晶格后,使Cs₄PbBr₆内部生成CsPbBr₃镶嵌结构,而后转变为微量的量子点。Cs₄PbBr₆钙钛矿纳米晶材料为六边形结构,而CsPbBr₃量子点继续长大后,表现为四边形结构。这与这两种材料所处的晶系以及晶体结构相吻合。3、通过透射电镜图像、X射线衍射及吸收光谱的分析表明,加入不同极性强度、不同浓度的溶液,会对Cs₄PbBr₆钙钛矿纳米晶材料的光致发光强度产生影响。Cs₄PbBr₆钙钛矿纳米晶材料在可见光波段无明显光致发光现象;当CsPbBr₃钙钛矿量子点尺寸增大,数量过多时,降低了光致发光效率;随着滴加的溶液极性的增强,羟基浓度的增加,光致发光强度增强。4、通过发光强度的对比,以及红外光谱分析表明,随着发光强度增大,Cs₄PbBr₆钙钛矿纳米晶中的CsPbBr₃钙钛矿材料数量并未增多,因此CsPbBr₃钙钛矿纳米晶量子点不是引起Cs₄PbBr₆钙钛矿纳米晶材料光致发光现象的主要原因。Cs₄PbBr₆钙钛矿材料在可见光波段具有光致发光效应主要得益于羟基引起的缺陷能级。