柔性衬底高质量杂化钙钛矿材料制备的新方法

随着智能化可穿戴电子设备的爆炸式发展,柔性电子学成为当前科学研究和产业应用的热门领域。柔性光电探测器由于其在光通信、工业自动控制、医疗传感监测和智能机器人等方向广阔的应用前景,受到科研及产业界的广泛关注。近年来,基于有机无机杂化钙钛矿材料及其光电器件的研究飞速发展。受益于材料优良的光电特性,如高吸收系数、高载流子迁移率、低缺陷态密度等,钙钛矿薄膜太阳能电池的光电转换效率在五年时间内大幅度提升至22.1%。然而,由于钙钛矿薄膜的质量受到衬底种类、退火温度、溶剂选择等因素的影响,柔性衬底上高质量钙钛矿薄膜及光电器件的制备与研究一直是亟待解决的重大难题。

近期,湖南大学潘安练教授研究团队开发了一种新型的低温有机无机杂化钙钛矿薄膜制备技术。该方法利用真空沉积技术与溶液制备方法相结合,成功实现了柔性衬底PET上无空洞高质量钙钛矿薄膜的制备,并以此为吸收层,制备了性能优异的柔性光电探测器。在低电压下(1 V),该器件的光响应度达到81安培/瓦,比现有报道的器件数值提高了三个数量级。该技术制备的钙钛矿薄膜具有优异的弯曲特性。绕曲实验证明,器件在不同弯曲曲率和数百次弯曲次数等条件下,其光电特性及响应特性基本保持不变。这一方法为柔性衬底上高质量杂化钙钛矿薄膜的制备提供了新思路,也可有效应用于柔性光伏器件的研究与制备。

相关工作发表在Advanced Materials(DOI: 10.1002/adma.201703256)上,第一作者为湖南大学电子系教师胡伟。

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