研究目的
研究通过两步溶液法制备BiSI薄膜，作为铅基混合钙钛矿太阳能电池的替代方案在太阳能电池中的应用。
研究成果
通过两步溶液法在200°C的低温下成功制备了光学带隙为1.61 eV的BiSI薄膜。当Bi与S的摩尔比为1:3且步骤I重复两次时，获得了最佳结晶度的BiSI。该BiSI表现出n型半导体特性，本研究为提升铋基硫卤化物太阳能电池的性能提供了见解。
研究不足
BiSI薄膜呈现纳米棒形貌而非连续膜层，这可能影响太阳能电池的均匀性和性能。电子结构分析表明，在太阳能电池构建中使用某些材料时存在电子转移困难及开路电压受限的问题。
1：实验设计与方法选择：
开发了两步溶液法制备BiSI薄膜，包括Bi2S3形成（步骤一）及其转化为BiSI（步骤二）。Bi2S3通过硫醇-胺溶液法制备，BiSI转化则通过生成的Bi2S3与BiI3的化学反应实现。
2：样品选择与数据来源：
将Bi2O3和硫脲（TU）溶解于2-巯基乙醇/乙醇胺混合液中形成Bi2O3-TU溶液。BiI3溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）用于转化步骤。
3：实验设备与材料清单：
化学试剂包括Bi2O3、BiI3、2-巯基乙醇、乙醇胺、TU、NMP和1,2-二氯苯。设备包括旋涂仪、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、场发射扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪。
4：BiI2-巯基乙醇、乙醇胺、TU、NMP和1,2-二氯苯。设备包括旋涂仪、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计、场发射扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：将Bi2O3-TU溶液旋涂于TiO2-BL/FTO基底上，干燥并退火形成Bi2S3。随后施加BiI3溶液并退火将Bi2S3转化为BiSI。残留BiI3用NMP去除。
5：数据分析方法：
结构采用X射线衍射分析，吸收光谱通过紫外-可见分光光度计测量，形貌通过场发射扫描电子显微镜观察，电子结构通过X射线光电子能谱仪研究。
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Field emission scanning electron microscope
S-4800
Hitachi Ltd.
Examining the morphology of the samples
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X-ray photoelectron spectrometer
ESCALAB 250Xi
Thermo Fisher Scientific Inc.
Investigating the electronic structure of the samples
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X-ray diffractometer
Empyrean
Malvern Panalytical Ltd.
Measuring the structure of the samples
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UV-vis spectrophotometer
UV-2600
Shimadzu Corp
Investigating the absorption of the samples
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