前沿科学研究

氧化物半导体光电信息材料与器件团队

Oxide Semiconductor Materials and Devices Group

科研进展丨共溶剂稀释策略调节 Cs2SnI6 钙钛矿溶液中的溶剂配位,以实现节能宽带光电探测器阵列

发布日期:2024年6月3日
作者:黄锦莹

随着钙钛矿研究的进步,满足实际应用的迫切需求,同时解决材料可靠性和铅(Pb)毒性的持久挑战变得越来越紧迫。溶液加工过程中所得薄膜的结晶、形貌和光学性质以及器件性能很大程度上受到溶液中间体的影响,溶液中间体是由溶质和溶剂之间的配位决定的状态。溶剂-溶质配位与溶剂特性密切相关,包括电离能力、介电常数、水解以及与溶质的反应性。去离子水 (D-water) 具有高极性、电离能力和介电常数的特点,当与二甲基甲酰胺 (DMF) 和二甲基亚砜 (DMSO) 一起用作共溶剂时,有利于与 Cs2SnI6 前驱体中的 CsI/SnI4 物质更强的配位解决方案。这种增强的配位导致溶剂化、前体反应性和溶液均匀性的改善。在 Cs2SnI6 前驱体溶液中加入适量的 D-水作为共溶剂,可以调节溶剂配位并控制所得薄膜的结晶和形态。共溶剂稀释优化的 Cs2SnI6 薄膜可用于制造从 UV 到 NIR 范围内的节能宽带 4*3 光电探测器阵列,在 -0.1V 的偏压电压大幅降低的情况下提供 5.5A/W 的响应度,并在环境空气。这些发现强调了溶液加工的 Cs2SnI6 钙钛矿在各种光电应用中的潜在优势。

此次论文发表于Journal of Materials Chemistry A,具体详细内容见于DOI: 10.1039/D4TA02072C 。