【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，大連化學(xué)物理研究所化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)全國重點實驗室超快時間分辨光譜與動力學(xué)研究組(1110組)金盛燁研究員、田文明研究員團(tuán)隊在壓力調(diào)控鈣鈦礦光電探測性能研究中取得新進(jìn)展。團(tuán)隊采用高壓處理方法，實現(xiàn)了金屬鹵化物鈣鈦礦(MHP)多晶薄膜的晶界重結(jié)晶，提升了載流子跨晶界輸運能力，為開發(fā)高性能光電探測器提供了新思路。
MHP因其長載流子遷移距離、高吸光系數(shù)等特性，在光伏和光電轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域展現(xiàn)出重要潛力。載流子傳輸性能決定光電器件效率，在橫向結(jié)構(gòu)光電器件中，鈣鈦礦多晶薄膜中晶界會嚴(yán)重阻礙載流子輸運，制約器件性能。雖然通過組分設(shè)計、缺陷鈍化、晶界修飾等策略可以優(yōu)化載流子的跨晶界傳輸特性，但晶界結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)調(diào)控仍面臨挑戰(zhàn)。
本工作中，科研人員以(FAPbI3)0.95(MAPbBr3)0.05 MHP多晶薄膜為研究對象，通過1.8 GPa高壓環(huán)境下12小時持續(xù)處理，實現(xiàn)了其結(jié)構(gòu)、光電性能的永久性提升。實驗表明，經(jīng)過這種處理后，多晶膜中的晶界發(fā)生再結(jié)晶，提升了載流子跨晶界輸運能力，載流子擴(kuò)散系數(shù)提升5.3倍，光響應(yīng)度提升8倍。該壓力處理策略為鈣鈦礦器件性能優(yōu)化提供了重要技術(shù)路徑。
相關(guān)成果以“Breaking the Limit of Grain Boundaries in Perovskite Photodetection by High Pressure Treatment”為題，發(fā)表在《納米快報》(Nano letters)上。該工作得到國家自然科學(xué)基金、遼寧省興遼英才計劃、中國科學(xué)院基礎(chǔ)研究領(lǐng)域優(yōu)秀青年團(tuán)隊等項目的支持。(文/圖 尹延峰)
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