
JPhysD编辑优选:化学气相沉积制备高性能柔性CsPbBr3光电探测器
本篇研究来自中南大学阳军亮教授和代国章副教授带领的研究团队。研究主要成果: 采用CVD法制备了微结构可调控的CsPbBr3钙钛矿薄膜,薄膜表现出优异的光稳定性。 建立了CsPbBr3薄膜微观结构与光电探测器性能的构效关系。 光电探测器具有良好的环境稳定性,暴露于55%的湿度环境中28天后,仍可以保持原始光电流的93%。 CVD法制备CsPbBr3薄膜适用多种基底(玻璃, SiO2/Si 和柔性PI等),可构建柔性光电探测器。 High-performance and Flexible CsPbBr3 UV-vis Photodetectors Fabricated via Chemical Vapor Deposition Xing Li(李行), Xindi Mo(莫新娣), Yang Xiang(向阳), Guozhang Dai(代国章), Pei He(何培), Mei Fang(方梅), Jia Sun(孙佳), Han Huang(黄寒) and Junliang Yang(阳军亮) 通讯作者: 代国章,中南大学 阳军亮,中南大学 图1. CsPbBr3钙钛矿薄膜制备示意图及相关表征 图2. CsPbBr3钙钛矿薄膜光电探测器示意图及性能测试 图3. CsPbBr3钙钛矿薄膜光电探测器I-V曲线和器件性能 表1. CsPbBr3光电探测器性能参数汇总表 图4. CVD法在不同基底上制备CsPbBr3钙钛矿薄膜及柔性器件制备及测试 综上所述,通过一步低压CVD法制备了高质量CsPbBr3钙钛矿薄膜,该薄膜避免了溶剂对钙钛矿结晶的影响。可以通过控制沉积温度获得具有不同形态和晶粒尺寸的钙钛矿薄膜。进一步研究了薄膜微结构与CsPbBr3钙钛矿薄膜光电探测器性能之间的构效关系。综合考虑器件的稳定性,结果表明在190℃温区制备的光电探测器具有最佳的性能。在405 nm的激光照射下,光电探测器的响应度、探测率、外量子效率、开关比分别为3.49 A/W、1.50×1013 Jones、1075.4%和3.29×105,表现出良好的性能。CsPbBr3薄膜光电探测器还具有快速的紫外和可见光区域的响应时间,为0.7 ms/1.0 ms。更重要的是,器件具有出色的长期湿度环境稳定性,暴露在55%的湿度环境中28天后,光电流仍可保持在初始电流的93%。高质量的钙钛矿薄膜可以在刚性玻璃和SiO2/Si基低及柔性PI基底上制备。这证明了通过CVD制备CsPbBr3薄膜对基底的依赖性较小。柔性器件在弯曲1000次后,光电流维持在其初始值的86%。结果表明,通过CVD法制备的CsPbBr3钙钛矿薄膜在高性能光电器件领域,特别是对于柔性器件领域具有重要的应用潜力。...