安徽大学研究生(安徽大学研究生院)

安徽大学研究生，安徽大学研究生院

以半导体为基础的光电子器件的发展与应用引发了一场新的产业革命。近年来，基于新型有机-无机杂化钙钛矿材料的光电子器件的研究，成为了该领域的研究热点之一。合理调控钙钛矿的成核与结晶、优化器件结构以实现性能和稳定性的协同提升是实现钙钛矿商业化应用中极具挑战性的问题。

近期，安徽大学集成电路先进材料与技术产教研融合研究院陈志亮团队及其合作者在钙钛矿半导体材料的制备及应用方面取得了系列研究进展。

（1）在钙钛矿太阳能电池研究领域，从器件物理的角度，通过超声静电自组装机制形成SnO2量子点-Ti3C2Tx MXene量子点复合型抗反射电子传输层，有效加强了界面的电荷抽取能力，并促进了钙钛矿的高质量沉积。同时，通过高导电性且表面官能团丰富的Ti3C2Tx MXene量子点修饰钙钛矿薄膜，钝化钙钛矿多晶薄膜固有的缺陷和晶界，改善钙钛矿薄膜内的载流子传输。

Chem. Eng. J., 2023,141559.

研究表明MXene量子点可用作双功能添加剂用于晶界/界面协同钝化制备高性能钙钛矿太阳能电池。器件最终获得了23.47%的PCE，并具备良好的光/湿/热稳定性，解决了钙钛矿电池器件稳定性与效率协同提升的难题。相关成果以“Dual-functional Electrostatic Self-assembly Nanoparticles Enable Suppressed Defects and Improved Charge Transport in Perovskite Optoelectronic Devices”为题，在工程技术领域国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》上在线发表（DOI：10.1016/j.cej.2023.141559）。

（2）在钙钛矿光电探测领域，通过对不同种类钙钛矿晶格失配率的理论分析，选取了晶格匹配、带隙合适的同卤素位钙钛矿材料作为单晶生长源，避免了单晶异质结的相分离，提高了异质结的稳定性。在成核理论和晶体生长动力学的基础上，分析了两种单晶的生长区域模型和溶解度特性，利用种子辅助的空间限域逆温结晶法，成功地制备了高质量的钙钛矿单晶横向异质结。

J. Mater. Chem. C, 2022, 10, 11903

研究表明，基于钙钛矿单晶横向异质结的光电探测器具备从紫外至近红外波段的宽光谱探测，并且基于异质结的内置电场和MAPbI3单晶的热释电效应，制备的器件具备微秒级快速响应速度和自供电的能力，为钙钛矿光电探测器的器件结构设计提供了新的方向。相关研究成果以“A high-performance self-powered photodetector based on a concentric annular α-FAPbI3/MAPbI3 single crystal lateral heterojunction with broadband detectivity”为题，在材料领域国际知名期刊Journal of Materials Chemistry C上发表（DOI: 10.1039/d2tc02686d）。

论文信息：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.141559

https://doi.org/10.1039/D2TC02686D

来源：安徽大学

安徽大学研究生(安徽大学研究生院)