我所在二維鈣鈦礦單晶探測器研究方面取得新進展

  近日,我所太陽能研究部薄膜硅太陽電池研究組(DNL1606)劉生忠研究員與陜西師范大學合作,在二維鈣鈦礦單晶探測器研究方面取得新進展。相關結果發表在Cell姊妹刊Matter上。

  二維(2D)層狀有機-無機雜化鈣鈦礦具有優異的穩定性和光電性能,與三維(3D)鈣鈦礦相比,其具有較好的應用性能,尤其在(001)平面上制備光探測器的應用方面,二維(2D)層狀有機-無機雜化鈣鈦礦具有較好的光探測性能。但是,特定晶面的優異性能不僅無法從隨機取向的微晶薄膜獲得,甚至無法利用微晶薄膜進行提取。因此,如何生成出具有取向的大尺寸高質量二維鈣鈦礦單晶成為深入研究各向異性的光電探測性能的難點。

  為解決上述問題,該研究團隊巧妙地利用溶液表面張力,開發了一種表面能控制結晶的新方法,成功生長了大尺寸2D(PEA)2PbI4鈣鈦礦單晶,該單晶的邊長可達36毫米。所得單晶不僅有優異的光探測性能,而且各個晶面還具有各向異性的光電性能。實驗表明,在(001)晶面上制備的光電探測器的響應率高達139.6A/W,外量子效率為37719.6%,探測率為1.89×1015cmHz1/2/W,此外,其還具有較快的響應速度(τrise=21μs,τdecay=37μs)。 

  該研究工作得到國家重點研究與發展計劃、中央高?;⊙芯炕?、國家自然科學基金項目、111項目、長江學者創新團隊等項目的資助。(文/圖 劉生忠、段連杰)

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